Rrezet rentgen

**Rrezet X (Rentgen)**

## Historiku i zbulimit të rrezeve X (rentgen) 
thumb|Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923)

Në tetor të vitit 1895, Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), i cili ishte profesor i fizikës, aksidentalisht, duke punuar në efektin e rrezeve katodike zbuloi një lloj të fotografisë. Nga hulumtimet e mëvonshme ai zbuloi se këto rreze ishin gjeneruar në pikën e goditjes së rrezeve katodike me tubin me vakum dhe se këto rreze nuk ishin shtrembëruar nga fusha magnetike dhe se depërtonin në shumë lloje të materieve.

Roentgen eksperimentoi në laboratorin e tij i cili ishte plotësisht i errët. Ai e kishte mbuluar tubin me karton të zi dhe disa metra larg nga tubi ishte vendosur një copë letër e përdorur si një ekran i mbuluar me helm të barium platinit. Në dhomën e errët ai vërejti ekranin që emitonte dritë. Sipas tij diçka duhet të ketë goditur ekranin nëse ajo reagoi me emitimin e drtës. Meqenëse tubi ishte i mbuluar me karton rrezet katodike nuk mund të kenë ardhur nga tubi pasi ato nuk mund të depërtojnë në muret e tubit Hittorf. Shumë i habitur ai filloi hetimin e kësaj dukurie të çuditshme. Roentgen e ktheu ekranin e letrës në anën tjetër - por ekrani ende bënte dritë. Ai e zhvendosi ekranin më larg tubit por efekti ishte i njejtë. Atëherë ai vendosi disa objekte mes tubit dhe ekranit, por të gjithë dukej se ishin transparent.

Ai supozoi me guxim që duhet të ketë prodhuar disa lloje të panjohura të rrezatimit dhe u mundua të përcaktonte nëse këto rreze mund të depërtonin edhe në substanca të tjera përveç ajrit. Ai vendosi objekte të ndryshme në mes të tubit dhe ekranit dhe gjeti se ekrani lëshonte ende dritë por me intensitet të ndryshëm në varësi të materialit që përdorej. Kur ai vuri dorën në frontin e tubit pa eshtrat e tij në ekran. Duke mos ditur se çfarë janë këto ai e përdori termin rrezet X për të përshkruar rrezet që ai kishte prodhuar.

Ai shkroi përpjekjet e tij për të kaluar rrezet përmes një prizmi pa ndodhur asnjë devijim duke vërtetuar se rrezet emetohen në tub në vendin që ndriqon më së shumti. Duke i shmangur rrezet katodike, zbuloi se rrezet X burojnë nga një vend i ri. Profesor Von Kolliker, anatomist i famshëm, ishte aq i impresionuar sa që propozoi që rrezet e reja të quhen rrezet Rentgen. Koncepti i përgjithshëm tregonte se fotografia me rreze rentgen ishte e ngjashme me fotografinë e rregullt, përveç se ajo depërtonte në çdo gjë duke përfshirë edhe në mish, veshje, eshtra etj. Roentgen e dinte se rrezet X janë të afta për shkarkimin e organeve të elektrizuara dhe e ndjeu sigurt se në ekperimentet e Lenard kishin qenë rrezet X dhe jo rrezet katodike, që kishin kaluar nëpër dritaren e aluminit.

Roentgen dëshironte një atmosferë të lirë nga ajri, telat e induksionit, dhe forcat elektrostatike që ishin në afërsi të aparatit të shkarkimit. Ai ndërtoi një kabinet me fletë metalike rreth shtatë metra të lartë, me qëllim që të krijonte një hapësirë më të errët dhe të eleminonte nevojën për të varur në laborator perde dhe grila të panevojshëm. Ai bëri edhe zbulimin e tij të dytë që organet elektrike shkarohen më shpejt nëse rrezet X janë më të forta. Këto vëzhgime e çojnë atë në përfundimin se ishte ajri, ai, nëpërmjet të cilit rrezet X kishin kaluar, duke poseduar fuqinë që të shkarkojnë trupat e elektrizuar. Ai mori çmimin e parë Nobel për fizikë në vitin 1901. Vdiq më 1923 në Mynih nga tumori në zorrë. Në përputhje me vullnetin e tij, trupi i tij u dogj dhe korrespondenca personale dhe shkencore u shkatërruan pas vdekjes së tij.

Rrezet X janë një formë e rrezatimit të padukshëm me frekuencë të lartë elektromagnetike. Gjatësia valore është midis 10 dhe 0.01 nanometra, që korrespondojnë me një frekuencë prej 30 PHz deri 30 EHz.

thumb|right|Rrezet X janë pjesë e spektrit elektromagnetik

Ato janë prodhuar nga përshpejtimi elektroneve në një substancë.
 Kufiri i këtyre rrezeve kah gjatësitë valore të gjata përputhen me rrezatimin ultravjollce, kurse kah gjatësite valore të shkurta përputhet me rrezatimin gama. Krijohen gjatë goditjeve të shpejta në sipërfaqen e ndonjë materie. Për përfitimin e këtij rrezatimi përdoret gypi elektronik i vakuumuar në të cilin janë të vendosura anoda A dhe katoda K. Elektronet e liruara nga katoda e nxehur shpejtohen me fushë elektrike të tensionit të lartë mes 10 keV deri në 1Mev dhe orientohen kah sipërfaqja e vogël e anodës, e cila është e ndërtuar nga metalet e rënda, si volframi apo platini. Nga goditja e elektroneve me sipërfaqen e anodës krijohen rrezet X.

Rrezet X i referohen rrezatimit, valëve ose grimcave që udhëtojnë nëpër ajër si dritë apo radio sinjale. Energjia e rrezeve X është mjaft e lartë sa rrezatimi kalon nëpër disa objekte (të tilla si organet e brendshme, indet e trupit, dhe veshjet) dhe mbi detektorë me rreze X (të tilla si film apo një detektor i lidhur me një monitor kompjuteri). Në përgjithësi, objektet që janë më të dendura (të tilla si kockat dhe kalciumit) absorbojnë më shumë rrezatimin e rrezeve X dhe nuk lejojnë që të kalojnë më shumë nëpër to. Këto objekte lënë një imazh më të ndryshëm në detektor se objektet më pak të dendura. Kjo u ndihmon mjekëve me përvojë që t’i lexojnë këto imazhe për të diagnostifikuar dëmtimet. 

Rrezet X janë një formë e energjisë që udhëton në valë. Rrezet X mund të hyjnë në objekte të forta, ku ata ose i absorbojne këto rreze X ose kalojnë përmes tyre. Rrezet X absorbohen nga objektet e dendura kurse kalojnë më lehtë përmes objekteve më pak të dendura. Dhëmbët dhe kockat janë shumë të dendura prandaj ata i absorbojnë rrezet X. Rrezet X kalojnë më lehtë përmes mishit dhe faqeve. Kjo është arsyeja pse faqet dhe mishrat duket më të errët dhe pa detaje në një dentar të rrezeve X, kurse dhëmbët shfaqen si zona të ngurta të ndritshme të bardha.

Rrezet X janë në thelb e njëjta gjë si rrezet e dukshme.
thumb|right|Emitimi i dritës nga atomet
Dallimi në mes të rrezeve X dhe rrezeve të dukshme është niveli i energjisë së fotoneve. Kjo shprehet edhe si gjatësi valore e rrezeve. Fotonet e dritës së dukshme dhe fotonet e rrezeve X janë të dyja të prodhuara nga lëvizja e elektroneve në atome. Elektronet zënë nivele të ndryshme të energjisë (orbita) rreth bërthamës së një atomi. Kur një elektron bie në një orbitë më të ulët, ajo ka nevojë për lirimin e një sasie të energjisë - ajo lëshon energji shtesë në formën e një fotonit. Niveli i energjisë së fotonit varet sa larg elektroni ka rënë midis orbitave. Kur një foton përplaset me një atom tjetër, atomi mund të absorboj energjinë e fotonit duke nxitur një elektron të kalojë në një nivel më të lartë. Që të ndodhë kjo, niveli i energjisë që ka fotoni duhet të përputhet me ndryshimin e energjisë midis dy pozicioneve së elektronit. Nëse jo, fotoni nuk mund të zhvendosë elektronet mes orbitave. Atomet që përbëjnë indet e trupit i absorbojnë fotonet e dritës së dukshme shumë mirë. Niveli i energjisë së fotonit përshtatet me ndryshimet e energjisë së ndryshme në mes pozicioneve të elektronit. Një pjesë e energjisë nga fotonet e rrezeve X punon për të ndarë elektronin nga atomi kurse pjesa tjetër bën që elektroni të lëviz përmes hapësirës. Një atom më i madh ka më shumë gjasa që të absorbojë fotone të rrezeve X sepse atomet më të mëdha kanë dallime të mëdha të energjisë në mes të orbitave dhe niveli i energjisë më i afërt përputhet me energjinë e fotonit. Atomet më të vogla ku orbitat elektronike janë të ndara nga hedhjet relativisht të ulëta në fushën e energjisë, kanë më pak gjasa për të absorbuar fotone të rrezeve X. Indet e buta në trup përbëhen nga atomet më të vogla dhe kështu nuk i absorbojnë fotonet e rrezeve X mirë. Atomet e kalciumit që përbëjnë kockat e trupit janë shumë të mëdha kështu që ata janë më të mirë në absorbimin e fotoneve të rrezeve X. Valët e radios nuk kanë energji të mjaftueshme për të lëvizur elektronet mes orbitave te atomet e mëdha kështu që ata kalojnë nëpër gjëra më të mëdha. Fotonet e rrezeve X gjithashtu kalojnë nëpër shumicën e gjë things, por për arsye të kundërt, ata kanë shumë energji.

Studimet eksperimentale tregojnë se spektri i këtyre rrezeve ka strukturë të përbërë dhe varet nga energjia e elektroneve të katodës, përkatësisht nga tensioni mes elektrodave K (katodës) dhe A (anodës) dhe nga materiali i anodës A.
thumb|left|Rrezatimi i bardhë prej gjeneratorit të rrezeve X
thumb|right|Karakteristika e rrezatimit nga një gjenerator me rreze X
Nëse energjia e elektroneve të katodës të cilat frenohen gjatë goditjes në anodë është më e vogël se një vlerë kriitike e cila është karakteristike për materialin e anodës fitohet i ashtuquajturi rrezatim i bardhë X. Gjatësia valore kufitare e këtij rrezatimi njehsohet me formulën:

$$h\nu_{\text{max}} = \frac{hc}{\lambda_{\text{min}}} = eV$$
$$\lambda_{\text{min}} = \frac{hc}{eV}$$

Rrezet X janë një formë e rrezatimit jonizues dhe si të tilla mund të jenë të rrezikshme. Shembuj të rrezatimit jonizues përfshijnë:

* grimcat alfa
* grimcat beta
* neutronet
* rrezet gama
* rrezet X

Rrezatimi jo-jonizues nuk ka energji të mjaftueshme për të jonizuar atomet në materialin me të cilin ndërvepron. Shembuj të rrezatimit jo-jonizues përfshijnë:
* mikrovalët
* dritën e dukshme
* valët e radios
* TV valët
* Rrezatimin Ultraviolet (me përjashtim të valëve me gjatësi valore shumë të shkurtër)
Toka ka qenë radioaktive që nga themelimi i saj, megjithatë ne kemi njohur për rrezatimin dhe radioaktivitetin e saj për pak më shumë se njëqind vjet.

## Vetitë e rrezeve rentgen 
Rrezet X kanë vetitë: fizike, kimike dhe biologjike.

**Vetitë fizike:**
* Rrezet X janë rrezatime elektromagnetike.
* Në hapësirë të lirë ata udhëtojnë në një vijë të drejtë.
* Shpejtësia - 300,000 km/s (e njëjtë me atë të dritës).
* Ato janë të padukshme për syrin e njeriut.
* Nuk mund të dëgjohen dhe nuk mund të ndjehen.
* Ato nuk mund të reflektohen, thyhen ose shtrembërohen nga fusha magnetike apo elektrike.
* Ato tregojnë vetinë e shpërbërjes, interferences dhe thyerjes ngjashëm me dritën e dukshme.
* Ata nuk kërkojnë ndonjë medium për përhapjen e tyre.
* Depërtimi: rrezet X mund të depërtojnë në lëngje, trupa të ngurtë dhe gaze. Shkalla e depërtimit varet nga intensiteti, cilësia dhe gjatësia valore.
* Absorbimi: rrezet X absorbohen nga materie te ndryshme ku absorbimi varet nga struktura e materies dhe gjatësia valore.
* Aftësia jonizuese: rrezet X ndërveprojnë me materialet në të cilat depërtojnë dhe shkaktojnë jonizimin.
* Ndriçimi fluoreshent: kur rrezet X bijnë mbi materiale të caktuara emetohet një dritë e dukshme që quhet ndriçim fluoreshent.

**Vetitë kimike:**
* Rrezet X shkaktojnë ndryshime të ngjyrave të substancave, ndryshime kimike sepse prodhojnë shumë jone aktive radikale OH në ujë si dhe shkaktojnë shkatërrimin e fuqive fermentuese të enzimeve.

**Vetitë biologjike:**
* Rrezet X përdoren në trajtimin e lezioneve malinje si dhe kanë një efekt mikrobëvrasës ose bakterioacid.

## Përfitimet dhe rreziqet nga rrezet rentgen 
Rrezet janë një nga metodat më të zakonshme të përdorura në fushën e mjekësisë për të bërë diagnozën në lidhje me kockat dhe nyjet. Ajo është gjithashtu një nga metodat më pak të shtrenjta. Por gjithmonë frika nga efektet e dëmshme të radiografisë për shkak të ekspozimit ndaj rrezatimit është e pranishme. Megjithatë, përvoja ka provuar se përfitimet nga radiografitë i tejkalojnë rreziqet që lidhen me të.

**Përfitimet nga rrezet X qëndrojnë te:**
* **Lehtësia e diagnozës:** Rrezet X janë metodë e thjeshtë dhe e lehtë për të diagnostikuar çështjet e eshtrave dhe dhëmbëve. Kjo i ndihmon personelit mjekësor që shpejt dhe saktë te diagnostifikojë thyerje ose prishje në eshtra, infeksione, cista dhe tumore.
* **Disponueshmëria e lehtë:** Pajisjet me rreze X janë relativisht të lira dhe zakonisht në dispozicion në dhomat emergjente dhe zyre të mjekëve.
* **Diagnostifikim i shpejtë:** Imazhi me rreze X është një proces i shpejtë dhe i thjeshtë duke e bërë atë shumë të dobishëm gjatë trajtimeve emergjente.
* **Më pak të shtrenjtë:** Rrezet X janë metodat diagnostikuese më pak të shtrenjta kur krahasohen me MRI apo CT.
* **Ekspozimi i rrezatimit të përkohshëm:** Rrezatimi nuk mbetet në trupin e pacientit pas veprimit të rrezeve X.

**Rreziqet nga ekspozimi i rrezeve X**
Problemi është se rrezet X janë një formë e rrezatimit jonizues. Kur një rreze X godet një atom, ajo mund të godas elektronet jashtë atomit për të krijuar një jon. Një jon i ngarkuar elektrikisht mund të çojë në reagime të panatyrshme kimike brenda qelizave. Ndër të tjera, mund të thyejë zinxhirët e ADN-së ose ADN-ja do të zhvillojë një mutacion. Kanceri mund të jetë shkaktuar nga dëmtimi i ADN-së.

Në përfundim, rrezatimi ka me të vërtetë potencial për të shkaktuar kancer nëse përdoren doza të mëdha, por efektet e dozave të vogla të tilla si ato që përdoren në mjekësinë diagnostike janë ende të panjohura. Rreziku i zhvillimit të kancerit varet nga sasia e dozës, mosha e ekspozimit dhe gjinia. Gratë janë në një rrezik disi më të lartë se burrat për zhvillimin e rrezatimit të kancerit pas marrjes së ekspozimeve të njëjta.

## Referime