تحقیق اشعه ایکس هسته ای

اشعه ایکس هسته ای. بعضی اتمهای رادیواکتیو، پرتو   تشعشع می کنند؛ گاهی طول موج این اشعه   به اندازه ای زیاد  است که وارد قلمرو اشعۀ ایکس می شود. مثلاً ، هسته Fe 57 اشعه ای با طول موج =         Ao   860/0 ، ایریدیوم 191 اشعه ای با طول موج     Ao    096/0 =   منتشر می کند. استفاده از این منابع خیلی راحت است زیرا به منبع انرژی خارجی نیاز ندارند متاسفانه به علت تابش بسیار ضعیفی که دارند برای بیشتر کاربردهای اشعۀ ایکس، نمی توانند منابع مناسبی باشند.
اشعۀ ایکس کیهانی. منابعی از اشعۀ ایکس در جهان وجود دارند، ولی این اشعه ها در جو زمین جذب نمی شوند. با عصر ماهواره هاست که «اختر شناسی با اشعه ایکس « اختر شناسی با شاعه ایکس» آغاز به کار کرده است. اگر تا کنون 500 منبع ردیابیو نشانه گذاری شده است، پیش بینی می شود که این تعداد به طور قابل ملاحظه ای افزایش یابد.
برخی ستارگان منابعی برای تشعشع سنکروترون هستند، علت ذرات بارداری است که مسیرهایشان به توسط میدانهای مغناطیسی به حالت انحنا درامده است. سازو کار دیگر «اثر کامپتن وارونه»2  است: انرژی یک فوتون بر اثر برخورد با یک ذره، با سرعتی نزدیک به سرعت نور، زیاد می شود. ازسوی دیگر منابع پخشی شامل تشعشع حرارتی گازی است، که به علت دمای بسیار بالا ( K 106)ی آن، صدور اشعه ایکس تا قلمرو گسترش می یابد.
لیزر با اشعۀ ایکس. آزمایشهای متعددی انجام شده است؛ ولی دشواریهای دستیابی به لیزر، با کاستن طول موج، بسرعت زیاد می شود، و در آن لحظه، مسئله لاینحل باقی می ماند.
انواع مختلف پیداگرها را برای مطالعۀ خواص گوناگون اشعۀ ایکس به کار می برند، در حالی که همۀ توان یونندۀ این تشعشع منبعث و مشتقاز اتم خنثایی است، که بر اثر ضربه فوتون به یک یون مثبت و یک الکترون تجزیه می شود.
1-    عکاسی
فوتونهای ایکس، مانند فوتونهای نورانی، دربرومور نقره نامیز عکاسی،مولد جوانه های هستند که تحت تاثیر داروی ظهور عکاسی، به دانه های ریز نقره،که فیلم را سیاه می کند، تبدیل می شود میزان سیاه شدگی فیلم متناسب با حاصلضرب شدت نوردر زمان نور است ، البته تا موقعی که به حد اشباع نرسیده باشد. روی فیلمی که زیاد در معرض تابش نور نباشد، تغییر ساه شدگی، تغییر شدت پرتوهای رسیده به نقاط مختلف را بیان می کند. مرغوبیت یک نا میز  عکاسی در آن است که هم از قدرت تفکیک و جداسازی خیلی خوب برخوردار باشد.
اما روش عکاسی اشکالات و معایبی هم دارد: نخست ضعف حساسیت پوسته است.برای درک میزان این حساسیت می توان در نظر گرفت که: فیلم برای سیاه شدگی قابل استفاده ، باید در هر 2 m   یک فوتون دریافت کند. برای افزایش حساسیت باید دانه ها درشت تر، ضخامت نامیز بیشتر و هر دو طرف فیلم آغشته به نامیز باشد.
2-اطاق یونش
تابه های اشعه ایکس از اتاقی که از یک گاز مانند آرگون یا کسنون پر شده، و از بین دو صفحه ، که یکی از انها به زیمن و دیگری به یک پتانسیل چند صد ولت متصل شده، می گذرد. هنگامی که میدان الکتریکی کافی باشد، تمام الکترونهایی که از اتمهای یونیده به بیرون جهیده اند، به توسط صفحه جذب می شوند و جریان یونش، که برقرار می شود، متناسب با تعداد فوتونهای جذب شده در گاز است ( به همین جهت ترجیح داده می شوداز گاز کسنون که برای اشعه ایکس قابلیت جذب آن کم است، استفاده شود).
این جزیان در حدود 8-10 تا Ao 12- 10 می باشد. این کمیت با پیشرفت تکنولوژی فعلی براحتی قابل اندازه گیری است.
اتاقک یونش، نخستین ابزار اندازه گیری شدت اشعه ایکس بوده است (Bargg ،1912)، اما در حال حاضر شمارگرهای حساستر و راحت تر با آن به رقابت برخاسته اند.
2-    شمارگرهای فوتونها
شمارگرهای گایگر- مولر عبارت از استوانه ای به قطر 2 تا 3 سانتیمتر است، که یک رشته سیم بسیار نازک فلزی در طول محورش کشیده شده است. بین هر دو سر سیم اختلاف پتانسیل پیوسته ای از 1000 تا 1500 ولت برقرار شده است، رشته فلزی آنود یا قطب مثبت را تشکیل می دهد.شمارگر از گازی با فشار کم پر شده است (مثلا از مخلوط آرگون – متان با فشار CmHg 10 ) . از دریچه ای که از اشعه ایکس شفاف باشد،با تابه ای، خیلی نزدیک به رشتۀ مرکزی، می گذرد.
هنگامی که یک فوتون ایکس یک اتم گاز را پوشیده می کند، الکترون آزاد شده، بر اثر میدان الکتریکی خیلی شدید موجب در طرف دیگر رشته، شتابدار شده، به نوبۀ خود دیگر اتمها را یونیده می کند: به این ترتیب یک تخلیه الکتریکی به راه می افتد، که برای ترکیبات مناسب جو، خود به خود متوقف می شود. ضربۀ الکتریکی به آسانی ثبت شده است: بنابراین می توان فوتونها را تک تک شمرد و شمارۀ آنها را نمایان ساخت.

3- پیداگری به وسیلۀ فلوئورسانس
پاره ای اجسام که در معرض تابش اشعۀ ایکس قرارمی گیرند، نور قابل رویت از خود صادر می کنند؛ مثلاً  پلاتینوسیانور باریوم نور قابل  رویت سبز دارد، سولفور روی که بر اثر ناخالصیهای مناسبی فعال شده باشد، نور قابل رویت آبی دارد.فوتونهای ایکس، برخی اتمها یا مولکولها را تحریک می کنند، که هنگام بازگشت به حالت بنیادی (=حالت قبل از تحریک) فوتونهای نورانی یا فوق بنفش صادر می کنند. از این پدیده نورافشانی در پیداگرهای گوناگونی استفاده شده است.
رادیو سکوپی. یک صفحه رادیوسکوپی، از یک مقوا که با لایه ای از مادۀ فلوئورسان پوشیده شده باشد، تشکیل شده است. در این صفحه که در معرض تابش یک تابۀ اشعه ایکس قرار گرفته، سایه ای کم و بیش تاریک، از اشیایی که بین منبع اشعه ایکس و صفحه رادیو سکوپی واقع شده اند،ظاهر می شود. شدت تاریکی سایه به میزان جذب کنندگی نقاط مختلف اشیاء ( بین منبع و صفحه) بستگی دارد. این تکنیک که در مورد آزمایشهای پزشکی مورد استفاده قرار گرفته است، فقط جنبه کیفی دارد و تنها در تاریکی می تواند مورد بهره برداری قرار گیرد.