X IŞINLARININ TARİHÇESİ

X IŞINLARININ TARİHÇESİ

X ışınları 1895 yılında Alman fizik profesörü Wilhelm Conrad Röntgen tarafından keşfedilmiştir

Röntgen, bir Crookes tüpünü indüksiyon bobinine bağlayarak, tüpten yüksek gerilimli elektrik akımı geçirdiğinde, tüpten oldukça uzakta bulunan cam kavanoz içindeki baryumlu platinsiyanür kristallerinde bir takım pırıltıların olduğunu gözlemiş, bu pırıltılara neden olan ışınlara, o ana kadar bilinmemesinden dolayı X ışınları adını vermiştir

Tüpten yüksek gerilimli akım geçirildiğinde, karşısındaki ekranda parıldamalar oluşturan ışınların değişik cisimleri, farklı derecelerde geçebildiğini, kurşun plaklar tarafından ise tutulduğunu gözleyen Röntgen, eliyle tuttuğu kurşun levhaların ekrandaki gölgesini incelerken, kendi parmak kemiklerinin gölgelerini de fark etmiştir

Daha sonra ilk basit röntgen cihazları imal edilmiştir 1901 de ilk kez verilen Nobel fizik ödülüne layık görülen W.C.Röntgen 78 yaşında ölmüştür

X ışınları ile ilgili ülkemizdeki ilk uygulamalar tıp dışı kişiler tarafından yapılmıştır Ülkemizde X-ışınlarını ilk üreten kişinin Galatasaray Lisesi fizik ve matematik öğretmeni Mösyö Izuar olduğu bildirilmektedir. Izuar, para cüzdanı içindeki metal paraları X-ışınları kullanarak görüntülemiş, ayrıca 11 yaşındaki oğlunun el grafisini de elde etmeyi başarmıştır.

Tıp kökenli kişilerce ilk kullanımı ise 1896 da Askeri Tıp Mektebi nden mezun olmuş bir doktor olan yüzbaşı Esad Feyzi tarafından, asistanı olduğu fizik bölümünde, arkadaşları ile yaptıkları deneylerde olmuştur

Türk-Yunan savaşında, Dünya tarihinde ilk kez ateşli silah yaralanmasına maruz kalmış yaralı askerlerdeki kurşunlar, çekilen radyografiler ile tespit edilmiştir

X Işını Tüpü ve Çalışma Prensipleri

X ışınlarının meydana getirildiği aygıtlara X ışını tüpü denir İlk üretilen X ışını tüpleri, gaz tüp ya da mucidine ithafen Crookes tüpü olarak adlandırılmaktaydı Bu tüpler camdan yapılmış ve havası kısmen boşaltılmıştı

İçinde biri negatif (katot), diğeri pozitif (anot) olmak üzere iki elektrot bulunmaktaydı Katot ısıtılmadan, iki elektrot arasına yüksek voltaj uygulanarak oluşturulan elektronlar anota çarptırılıyordu Anota çarpan elektronlar ise X ışınını meydana getiriyordu

Bu aygıtlar, verimsiz olduklarından zamanla ortadan kalkmıştır Günümüzdeki modern tüplerinin öncül şeklini 1913 yılında Dr.Coolidge geliştirmiştir Bunlar havası boşaltılmış cam tüp, ısıtılan katot, hedef anot ve yüksek voltaj devrelerinden oluşan aygıtlardır

Standart bir X ışını tüpü 23-30 cm uzunluğunda, 15 cm genişliğindedir Tüp elemanları havası tamamen boşaltılmış bir cam kap içerisinde bulunur Cam kap, yüksek ısıya dayanıklı pyrex ten imal edilmiş olup genellikle silindir şeklindedir

Isının etkisini azaltmak için anot diski bakır bir sapa monte edilmiştir Tüp tamamen bir yağ içindedir Yağ katot ile anot arasında kısa devreyi önler ve tüpün soğumasına yardımcı olur

Tanısal radyolojide, yalnız tanısal amaçlı ışınlar yararlı olacağı için X ışınlarının sadece pencere kısmından tüpü terketmesi amaçlanır Tüpte 5 cm2 lik, pencere adı verilen, X ışınlarının terkettiği daha ince bir cam bölgesi bulunur

X ışını tüpü kurşundan yapılmış ve haube denen bir korunak içine yerleştirilip çok iyi bir şekilde izole edilmiştir Buna rağmen tüpten çalışma esnasında bir miktar X ışını kaçağı olur ki buna kaçak radyasyon denir

X ışını tüpü doğru akımla çalışır Şehir akımı ise 220 V alternatif (değişken) akım türünde olup elektriksel dalga bir yarı süresince negatif, diğer yarı süresince de pozitif yöndedir Şehir cereyanı, bu hali ile X-ışını tüpü için hem yetersiz voltajda hem de değişken akım formundadır

Yani yetersiz performans yanında katot, sinüzoidal dalganın yarı süresince pozitif, diğer yarı süresince de negatif yükle yüklenmiş olacaktır. Halbuki tüpteki katot tarafı daimi olarak negatif elektriksel yükte olmalıdır.

Alternatif akım, röntgen tüpüne ulaşmadan önce jeneratör vasıtasıyla yüksek voltajlı enerjiye çevrilir Daha sonra da transformatörler aracılığıyla tam dalga doğrultmalı olarak düzenlenir Radyolojide 100 kvp ile 1000 ma lik jeneratörler kullanılır

X ışını tüpünün bileşenlerinden biri olan katot; termoiyonik emisyonun oluşturulduğu, flaman ve odaklayıcı başlıktan ibaret, tüpün negatif yüklü tarafıdır Flaman, 2 mm çapında, 1-2 cm uzunluğunda tel sargıdır

Flamanlar genellikle Tungsten gibi yüksek ısıya dayanıklı ve erime noktası yaklaşık 3410 C olan ağır metallerden imal edilirler Tungsten'in tercih edilmesinin bir diğer nedeni de öteki metallerden daha fazla termoiyonik emisyon yapabilmesidir

Elektron demetinin istenilen doğrultuda anota yönelmesini sağlayan odaklayıcı başlık ise flamanın etrafına geçirilmiş metal bir kutucuktur Odaklayıcı başlık ile flamanın uzunluğu fokal spotu belirlemektedir

X ışını tüplerinde genellikle biri 0.1-1 mm, diğeri 1-2.5 mm flaman kalınlığında olan 2 fokal spot bulunur Küçük odak ayrıntılı görüntüler için, büyük odak geniş alanlar için kullanılır

Röntgen cihazı çalıştırıldığında, tüp içindeki flaman düşük bir akımla ısıtılır Uygulanan yaklaşık 10 V, 4 A lik akım, yüksek direnci nedeniyle, flamanda 2200 C derecelik ısınmaya neden olur Isıtılan flamanda, atomlara ait dış yörünge elektronları serbestleşerek çevreye salınmaya başlar

Bu olaya termoiyonik emisyon denir Termoiyonik emisyonla salınan elektronlar, katot ve anot arasına yüksek voltaj tatbik edilerek hızlandırılır Odaklayıcı başlık ile, flamandan 1-3 cm uzaktaki anota doğru yönlendirilir

Elektronlar, flaman önünde durağan ve sürekli bir elektron bulutu oluşturur Bu elektrostatik etki nedeniyle flamandan yeni elektron salınımı engellenir (bulut etkisi) Katottan salınan elektronların hedefi olan anot, tüpün pozitif tarafını oluşturur

Anot, yüksek erime noktasına sahip maddelerden üretilir ve genellikle Tungsten seçilir (erime noktası 3380 C derece) Bu durum daha yüksek ısı iletimi, daha fazla elektron içermesi ve daha güçlü X ışını üretimi için gereklidir

X ışını tüplerinde anot sabit ve döner başlıklı olabilir Günümüzde sabit olanlar üretilmemektedir Sabit anotta belirli bir kısım daha çok ısınır ve aşınır Döner başlıklı olanlar bir kola monte edilmiş döner disk şeklindedir

Elektronların çarptığı yüzey daha geniştir ve anotun ömrü uzar Döner anot bir motor tarafından çalıştırılır Döner anotlar dakikada 3400-10000 devirle dönerler

Anotun bu hıza ulaşması kısa da olsa bir zaman gerektirir ve grafi çekimi için düğmeye basıldığında ilk duyulan dönüş sesi anotun hızlanmasına bağlıdır X ışınlarının pencereden çıkabilmesi için anot 7-18 derece eğimli olarak yerleştirilmiştir