RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Benzer belgeler
RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

Bölüm 1 Maddenin Yapısı ve Radyasyon. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işınları Absorbsiyon ve saçılma. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır.

RADYASYON FİZİĞİ 3. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Atomsal yapı

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

ATOM NEDİR? -Atom elementin özelliğini taşıyan en küçük parçasına denir. Her canlı-cansız madde atomdan oluşmuştur.

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

Atomun Yapısı Boşlukta yer kaplayan, hacmi, kütlesi ve eylemsizliği olan her şeye madde denir. Maddeyi (elementi) oluşturan ve maddenin (elementin)

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler;

Güç kaynağı. Tüp Akımı

İNSTAGRAM:kimyaci_glcn_hoca

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

X IŞINLARININ NİTELİĞİ VE MİKTARI

3- KİMYASAL ELEMENTLER VE FONKSİYONLARI

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

ÇALIŞMA YAPRAĞI (KONU ANLATIMI)

A. ATOMUN TEMEL TANECİKLERİ

BİYOLOJİK MOLEKÜLLERDEKİ

ATOM ATOMUN YAPISI 7. S I N I F S U N U M U. Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir.

1. ATOMLA İLGİLİ DÜŞÜNCELER

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

ATOM MODELLERİ.

Bölüm 8: Atomun Elektron Yapısı

X-IŞINI OLUŞUMU (HATIRLATMA)

GAMMA VE X - IŞINLARI

RADYASYON FİZİĞİ 2. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

7. Sınıf Fen ve Teknoloji

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

K MYA ATOM VE PER YOD K CETVEL. Kavram Dersaneleri 10 ÖRNEK 1 :

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

... ANADOLU L SES E T M YILI I. DÖNEM 10. SINIF K MYA DERS 1. YAZILI SINAVI SINIFI: Ö RENC NO: Ö RENC N N ADI VE SOYADI:

Kimyafull Gülçin Hoca

ATOM BİLGİSİ I ÖRNEK 1

Proton, Nötron, Elektron

6- RADYASYON KAYNAKLARI VE DOZU

ELEKTROSTATİK. Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur.

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

Malzeme muayene metodları

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

Yıldızlara gidemeyiz; sadece onlardan gelen ışınımı teleskopların yardımıyla gözleyebilir ve çözümleyebiliriz.

ELEMENTLERİN SEMBOLLERİ VE ATOM

KİM-117 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

FİZİK 2 ELEKTRİK VE MANYETİZMA Elektrik yükü Elektrik alanlar Gauss Yasası Elektriksel potansiyel Kondansatör ve dielektrik Akım ve direnç Doğru akım

RÖNTGEN FİZİĞİ. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

CANLILARIN KİMYASAL İÇERİĞİ

KİMYASAL BAĞLAR İYONİK BAĞ KOVALANT BAĞ POLAR KOVALENT BAĞ APOLAR KOVALENT BAĞ

Serüveni 2.ÜNİTE:ATOM VE PERİYODİK SİSTEM ATOMUN BÖLÜNEBİLİRLİĞİ ATOM ALTI TANECİKLER

Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ. Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ İÇERİK

KİMYA -ATOM MODELLERİ-

Serüveni PERİYODİK ÖZELLİKLER DEĞİŞİMİ

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

Atomlar ve Moleküller

ATOMUN YAPISI VE PERİYODİK ÖZELLİKLER

ELEKTROSTATİK Nötr (Yüksüz) Cisim: Pozitif Yüklü Cisim: Negatif Yüklü Cisim: İletken Cisimler: Yalıtkan Cisimler:

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

ATOMUN YAPISI VE PERIYODIK CETVEL

Gamma Bozunumu

12. SINIF KONU ANLATIMLI

ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla

Periyodik Tablo(sistem)

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri

Bohr Atom Modeli. ( I eylemsizlik momen ) Her iki tarafı mv ye bölelim.

FİZ314 Fizikte Güncel Konular

RADYASYON FİZİĞİ 4. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu


9- RADYASYONUN ETKİ MEKANİZMALARI 9.1- RADYASYONUN İNDİREKT (DOLAYLI) ETKİSİ

Bir atomdan diğer bir atoma elektron aktarılmasıyla

BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

YKS KİMYA Atom ve Periyodik Sistem 6

HIZLANDIRICI FİZİĞİ. Doğru Akım Hızlandırıcıları. Semra DEMİRÇALI Fen Bilimleri Öğretmeni DENİZLİ (TTP-7 Katılımcısı) 05/03/2018

MADDENİN HALLERİ KATI SIVI GAZ SEZEN DEMİR

Ölçme Kontrol ve Otomasyon Sistemleri 1

ELEKTRONLARIN DİZİLİMİ, KİMYASAL ÖZELLİKLERİ VE

PERİYODİK CETVEL. Yanıt : D. 3 Li : 1s2 2s 1 2. periyot 1A grubu. 16 S : 1s2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 3.

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

MADDENİN YAPISI ve ÖZELLİKLERİ

Transkript:

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

X-IŞINI OLUŞUMU Hızlandırılmış elektronların anotla etkileşimi

ATOMUN YAPISI VE PARÇACIKLARI Bir elementi temsil eden en küçük yapı olan atom merkezde pozitif çekirdek (nukleus) ve yörüngelerde (-) yüklü e - lardan oluşur Çekirdekte nukleon adı verilen subatomik parçacıklar bulunur

Proton (+) yüklü, nötron yüksüzdür Nötron ve proton kütleleri eşittir ve e - kütlesinin ~ 2000 katıdır

ATOMUN YAPISI VE PARÇACIKLARI Atom numarası protonların sayısına eşittir ve Z sembolü ile gösterilir Kütle numarası proton ve nötronların toplam sayısına eşittir ve A sembolü ile gösterilir Örneğin tungstenin kütle numarası (A) 184 olup 74 protonu (Z) ve 110 nötronu vardır Atom numaraları yani proton sayıları elektron sayılarına eşit olan atomlar nötrdür

ATOMUN YAPISI VE PARÇACIKLARI e - yörüngeleri en fazla 7 tanedir ve merkezden dışa doğru K, L, M, N, O, P ve Q harfleriyle isimlendirilir

Yörüngelerde bulunabilecek maksimum e - sayısı 2n 2 formülü ile verilir ve n yörüngelerin merkezden dışa doğru numarasıdır Buna göre her yörüngede bulunabilecek e - sayısı belirli olup K da 2, L de 8, M de 18, N de 32, O da 50 e - bulunabilir

ATOMUN YAPISI VE PARÇACIKLARI Yörünge e - sayısını belirleyen başka bir kural en dış yörüngede 8 den fazla e - bulunamaz Periyodik tabloda dış yörünge numarası elementin periyodunu, dış yörünge e - sayısı ise grubunu belirler Ör. O 2 periyodik tabloda ikinci periyot, 6. grupta yer alır

ATOMUN YAPISI VE PARÇACIKLARI En dış yörünge etek ( valance ) yörüngesidir ve e - sayısı atomun kimyasal ve manyetik özelliğini belirler Elektriksel olarak nötr bir atomun dış yörüngesi tam dolmamışsa veya tek sayıda e - bulunuyorsa kimyasal olarak daha reaktiftir ve manyetik özellik gösterebilir İnert gazlarda olduğu gibi dış yörüngeleri tam dolu olan atomlar ise kimyasal olarak kararlıdır

BAĞLANMA ENERJİSİ e - ları yörüngede tutan (+) yüklü çekirdeğin (-) yüklü e - a uyguladığı çekimdir. Bu çekim gücüne bağlanma enerjisi denir Bağlanma enerjisi, e - un çekirdeğe uzaklığının karesi ile ters orantılıdır Dolayısıyla K nin bağlama enerjisi L den fazladır Dış yörünge e - bağlanma enerjisi ~ birkaç ev tur. En iç yörünge bağlanma enerjisi en yüksektir ve binlerce ev a (kev) kadar çıkabilir Bağlanma enerjisi atom numarası (Z) arttıkça artar

BAĞLANMA ENERJİSİ Bağlanma enerjisi değerinin negatif karşılıkları yörüngelerin potansiyel enerji seviyelerini gösterir e - ları yörüngeden sökmek için bu çekim gücünü yenecek kadar veya daha fazla enerjinin o yörüngedeki e - a eklenmesi gerekir

Tungstenin K yörünge enerjisi 69.5 kev, L yörünge enerjisi 12 kev dur K yörüngesinden e - sökmek için 69.5 kev, L için ise 12 kev enerji gerekir

BAĞLANMA ENERJİSİ Atom yörüngelerinde boşluk varsa daha dış yörünge e - ları ile doldurulabilir Bu arada yörüngelerin bağlanma enerjileri arasındaki fark kadar enerji salımı olur Kural olarak atom kendisini en düşük enerjide tutmaya çalışır

BAĞLANMA ENERJİSİ X- ışınları katottan çıkarak potansiyel farkı ile anoda hızlandırılan e - ların anotta targete çarpması sonucu kinetik enerjilerinin dönüşümü ile oluşur Kinetik enerji hareket enerjisidir ve miktarı; KE = ½ mv 2 denklemi ile belirlenir (m: kg olarak kütle, v: m/sn olarak hız olduğunda KE birimi Joul dür)

BAĞLANMA ENERJİSİ e - lara çarpan parçacıkların veya fotonların enerjisi çarptığı e - un bağlanma enerjisinden yüksek ise e - u yerinden söker Boşluk dış yörüngedeki e - lardan biri ile doldurulur Yörüngeler arası potansiyel farkı, büyüklüğü ile orantılı olarak; ışık, ultraviyole veya karakteristik radyasyon (x-ışını) gibi fotonlara dönüşür ya da dış yörüngeden bir e - atılması (Auger elektronu) için harcanır

BAĞLANMA ENERJİSİ Bir maddenin fiziksel dansitesi (p), gram cinsinden kütlesinin (m), cm3 cinsinden hacmine (V) oranıdır. e - dansitesi (pe) ise atom numarasının Avogadro numarası (N= 6.023 x 1023) ile çarpımının kütle numarasına (A) bölünmesi ile elde edilir İnsanda dokuların e - dansitesi genellikle fiziksel dansitesiyle orantılıdır P = m/v (gr/cm3) Pe = N.Z/A

BAĞLANMA ENERJİSİ e - bombardımanında kinetik enerjinin büyük kısmı ısı enerjisine dönüşmektedir e - lar, targetin dış yörünge e - larını aynı yörüngede daha yüksek enerji düzeyine uyarmakta ancak yörüngeden koparamamaktadır Uyarılmış e - lar normal konumlarına dönerken infrared radyasyon salınır Böylece e - ların kinetik enerjilerinin % 99 u ısı enerjisine dönüşmektedir

e - bombardımanında kinetik enerjinin büyük kısmı ısı enerjisine dönüşmektedir

KARAKTERİSTİK RADYASYON Targete ulaşan yüksek enerjili e - ların target atomlarının iç yörüngelerinden e - koparması ile oluşur Target atomundan e - ayrılması bir iyonizasyondur, atom pozitif iyon haline gelir

Çarpan e- lar anot atomu iç yörüngesinden (K) e- söker, e- sökülen yörüngedeki boşluk daha dış yörüngelerdeki e- lar tarafından doldurulur.

KARAKTERİSTİK RADYASYON Bu iki yörüngenin e- bağlanma enerjileri arasındaki farka eşit enerjili x-ışını fotonu salınır Teorik olarak her iç yörüngeye has karakteristik radyasyon olabilir. Pratikte sadece K ve L yörüngelerinden kaynaklananlar önemlidir Çoğunlukla sadece K yörüngesinden oluşan karakteristik radyasyon hastayı geçecek kadar yüksek enerjiye sahiptir. Diğer yörüngelerden çıkanlar tüp çıkışındaki filtreler tarafından tutulur

Örneğin tungstenin K yörüngesindeki boşluk L yörüngesinden doldurulursa yaklaşık 59 kev enerjili foton salınır (K enerjisi: 69.5 kev, L enerjisi: 12 kev).

KARAKTERİSTİK RADYASYON K yörünge e - koparılabilmesi için katoddan gelen e - un 69.5 kev veya daha fazla enerjili olması gerekir Daha fazla olan enerji koparılan e - a kinetik enerji sağlar. K yörüngesindeki boşluk L yörüngesinden doldurulabileceği gibi daha dış yörüngelerden de doldurulabilir. Ayrıca e - koparılması daha dış yörüngelerden de olabilir

KARAKTERİSTİK RADYASYON Her durumda doldurulan yörüngeler arasındaki fark kadar yani belirli düzeyde enerji salınır Bu nedenle bu radyasyona karakteristik radyasyon denilmektedir

K yörüngesinden çıkan karakteristik radyasyon L yörüngesinden düşen e - la oluşmuşsa kα, daha üst yörüngelerden düşen e - la oluşmuşsa kβ ile gösterilir. kβ ışını yörüngeler arası enerji farkı daha fazla olduğu için daha yüksek enerjilidir

KARAKTERİSTİK RADYASYON K yörüngesi dışındaki yörüngelerin enerji seviyeleri farklı olan alt yörüngeleri vardır Bu alt yörüngelerden düşen e - ların neden olduğu karakteristik radyasyonların enerjileri de farklıdır. K yörüngesindeki e - un sökülmesinden geriye enerji kalırsa bu enerji dış yörüngelerden bir e - un sökülmesine neden olabilir. Atılan bu e - a Auger e - u denir

dış yörüngeden bir e- atılması (Auger elektronu)

Frenleme ( bremsstrahlung, braking ) radyasyonu Diğer iki etkileşim şeklinden farklı olarak burada katot e - u yörünge e - ları ile değil çekirdeğin pozitif elektrik alanı ile etkileşir Katot e - u yörünge e - larına rastlamadan çekirdeğin yanından geçerken çekirdeğin pozitif elektrostatik çekim alanı tarafından yavaşlatılır ve yön değiştirir

e - azalan kinetik enerjisi foton olarak salınır. Çekirdeğin elektrik alanının yavaşlatma etkisi nedeni ile bu radyasyona frenleme radyasyonu (bremsstrahlung) adı verilmektedir.

Frenleme ( bremsstrahlung, braking,) radyasyonu =genel radyasyon e - kinetik enerjinin tamamı veya bir kısmını kaybedebileceği gibi enerjisini hiç kaybetmeden de çekirdeğin yanından geçebilir e - tüm enerjisini kaybetmeden targette belirli mesafe yol alabilir Gerek katot e - larının enerjilerinin farklı oluşu gerekse de frenlemenin değişik miktarlarda olması nedeniyle genel radyasyon geniş bir enerji spektrumu şeklinde ortaya çıkar

Frenleme ( bremsstrahlung, braking ) radyasyonu 90 kvp potansiyelde x-ışını enerjileri 0-90 kev arasında değişir Enerjinin önemli bir miktarı düşük olduğu için infrared radyasyon olarak termal enerjiye dönüşür Biraz daha yüksek enerjili fotonlar ise bizzat target veya cam tüp tarafından filtre edilirler

Frenleme radyasyonunun enerji spektrumu devamlı (değişken) Olmasına karşılık karakteristik radyasyon belli bir enerji seviyesindedir

Karakteristik radyasyonun enerji seviyesi anot metalin atom numarası ve e - un söküldüğü yörünge tarafından belirlenir

Karakteristik / Frenleme radyasyonu Çarpan e - ların enerjisi arttıkça ışın demeti içindeki K ışını oranı artar Tungsten hedefte 69.5 kvp den az potansiyelde karakteristik radyasyonu oluşmamakta, 80 kvp de k ışını oranı %5, 100 kvp de ise total x-ışını demetinin % 15 i karakteristik radyasyon %10 u K ışını (%85 i frenleme radyasyonu) olarak ortaya çıkmaktadır

Kaynaklar 1. Bushong SC. Radiologic Science for Technologist: Physics, Biology and Protection. 9 th ed. St. Louis, Mosby Elsevier, 2008. 2. Tuncel E. Klinik Radyoloji. Bursa, Nobel & Güneş, 2008. 3. Kaya T. Temel Radyoloji Tekniği. Bursa, Güneş & Nobel, 1997.