Bài báo gồm hai phần này, được ủy quyền bởi Excillum AB(Tác giả Tiến sĩ David Bernard, Chuyên gia tư vấn về tia X cho ngành công nghiệp điện tử), kỷ niệm 125 năm phát hiện ra tia X vào ngày 8 tháng 11 năm 1895. Phần đầu tiên này đánh giá lịch sử của tia X và việc sử dụng chúng từ đó đến nay .Phần thứ hai sẽ xem xét lịch sử và những phát triển gần đây của các nguồn tia X và cho thấy khả năng và việc sử dụng chúng tiếp tục phát triển như thế nào và tác động của chúng.

Phần 1 - Những năm đầu

Tia X là một dạng xuyên thấu của bức xạ điện từ năng lượng cao nằm giữa tia UV và tia gamma trong phổ điện từ.Chúng được phát hiện lần đầu tiên vào ngày 8 tháng 11 năm 1895 khi Wilhelm Conrad Röntgen tình cờ phát hiện ra các hiệu ứng của chúng để tạo ra hình ảnh trên màn hình huỳnh quang, và sau đó là trên các tấm ảnh, ở khoảng cách từ một ống Crookes ẩn về mặt quang học, hoặc tương tự,.Điều này có nghĩa là tia X đã được các nhà thí nghiệm tạo ra ngay từ năm 1875, khi các ống Crookes, và các loại tương tự, lần đầu tiên được tạo ra.

Tuy nhiên, chính Röntgen là người đầu tiên nhìn thấy hiệu ứng của chúng và ông đã mô tả trong bài báo của mình 'Về một loại tia sáng mới' được xuất bản vào ngày 28 tháng 12 năm 1895. Röntgen gọi khám phá của mình là tia X để chỉ ra rằng nó là một ẩn số. loại bức xạ.Tuy nhiên, trong nhiều ngôn ngữ cho đến ngày nay chúng vẫn được gọi là tia Röntgen.Khám phá này được công nhận vào năm 1901 khi Röntgen được trao giải Nobel Vật lý đầu tiên.Kể từ khi phát hiện ra tia X, việc sử dụng chúng để phân tích và chẩn đoán đã là một trong những lĩnh vực được nghiên cứu rộng rãi nhất trong khoa học và kỹ thuật.Điều đáng ngạc nhiên là trong quý đầu tiên của thế kỷ 20, gần một nửa số giải Nobel được trao có liên quan đến những đóng góp trong lĩnh vực này.

Röntgen đã nhanh chóng nhìn ra những tác động y học và cơ hội khám phá của mình, như hình ảnh tia X đầu tiên nổi tiếng về bàn tay của vợ ông, Anna vào ngày 22 tháng 12 năm 1895. Ông nhận ra rằng tia X cung cấp một phương pháp không xâm lấn để điều tra bên trong cơ thể.Điều thú vị là, vì lý do đạo đức cá nhân, Röntgen đã từ chối nhận bằng sáng chế về khám phá ra tia X của mình, vì ông muốn xã hội nói chung hưởng lợi từ các ứng dụng thực tế của chúng.Kết quả là, điều này nhanh chóng dẫn đến sự bùng nổ các tài liệu nghiên cứu và phát triển thành tia X và thiết bị tia X trên toàn thế giới, theo cách tương tự có thể quen thuộc hơn với chúng ta ngày nay trong những gì đã xảy ra sau phát hiện ban đầu về graphene .

Việc sử dụng tia X mới được phát hiện trong y tế đã phổ biến chỉ trong vòng vài năm.Điều tra bằng tia X đã được sử dụng rộng rãi trong chiến tranh thế giới thứ nhất, nơi mà ngay cả những người đoạt giải Nobel hiện tại và trong tương lai, và mẹ con Marie và Irène Joliot-Curie đã vận hành các đơn vị tia X di động và cố định cho các thương binh ở Bỉ.

Nhanh chóng tiếp nối các ứng dụng y tế chẩn đoán của hình ảnh X-quang 2D mới được phát hiện là việc sử dụng tia X để điều trị, những phát triển của chúng ngày nay được nhìn thấy và sử dụng để điều trị ung thư thông qua xạ trị và liệu pháp điều trị não.Ngoài lĩnh vực y tế, các nguồn tia X đã được sử dụng cho các kỹ thuật mới, khác cho phép những khám phá mới tuyệt vời.Các kỹ thuật này bao gồm phương pháp nhiễu xạ tia X và tán xạ ngược và huỳnh quang Compton.Vì vậy, ví dụ, chỉ 58 năm kể từ ngày hình ảnh tia X đầu tiên đến khi tia X được sử dụng để xác nhận cấu trúc của DNA thông qua nhiễu xạ tia X.Sự phát huỳnh quang và nhiễu xạ tia X tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích vật liệu ngày nay.

Kính hiển vi X-quang

Irène Joliot-Curie leo xuống từ 'xe phóng xạ' 1916 © Hiệp hội Curie Joliot-Curie

Ngoài các ứng dụng y tế, một trong những bước phát triển sâu rộng nhất đối với các ứng dụng mới của tia X là vào năm 1951 khi Cosslett & Nixon phát minh ra kính hiển vi tia X (bóng tối) tại Đại học Cambridge.Họ chỉ ra rằng việc di chuyển một vật thể đến gần tiêu điểm của nguồn tia X, khi có một vị trí dò cố định, sẽ tạo ra hình ảnh ngày càng được phóng đại (bóng tối) của vật thể tại đầu dò.Độ phóng đại hình học của hình ảnh thu được được tính bằng tỷ số giữa khoảng cách của tiêu điểm nguồn đến máy dò, với khoảng cách của tiêu điểm nguồn đến vật thể.

Hầu hết các thiết bị X-quang công nghiệp đều tuân theo ý tưởng thiết kế này để hình ảnh tốt đi kèm với mức độ phóng đại chấp nhận được cho nhiệm vụ điều tra.Điều này khác với các ứng dụng y tế điển hình trong đó vật thể (ví dụ như một chi) được đặt trên máy dò (ví dụ: phim) và do đó cung cấp hình ảnh không được xác định.Kính hiển vi tia X đã cho phép sử dụng trong thực tế và đa ngành để điều tra không phá hủy và kiểm soát chất lượng trong các lĩnh vực như vậy, trong số những lĩnh vực khác, như:

• Việc sản xuất các linh kiện điện tử và bảng mạch ngày càng thu hẹp.
• Các vấn đề về an ninh lương thực, chẳng hạn như xác định khả năng ô nhiễm từ nguyên liệu thô hoặc thiết bị sản xuất.
• Giám sát độ dày và khuyết tật trong toàn bộ phạm vi ứng dụng kiểm tra không phá hủy, chẳng hạn như đối với vật đúc và mối hàn ống.
• Kiểm soát chất lượng và an toàn trong sản xuất lốp xe.
• Kiểm tra chất lượng dược phẩm.
• Các ứng dụng bảo mật.

Giản đồ của kính hiển vi tia X (bóng tối) trình bày cách tính độ phóng đại hình học của hình ảnh vật thể khi nhìn thấy ở máy dò.

Godfrey N. Hounsfield (hình ảnh từ www.nobelprize.org)

Hình ảnh tia X 2D, có hoặc không phóng đại, đã mang lại những lợi ích tuyệt vời kể từ khi được phát hiện.Sự phát triển lớn tiếp theo là vào cuối những năm 1960 khi Godfrey Hounsfield thêm một chiều thứ ba cho phân tích tia X với việc khám phá ra Máy tính có hỗ trợ Tomography, ngày nay thường được gọi là CT.Điều này không chỉ cung cấp khả năng cắt không phá hủy qua các lớp khác nhau của một vật thể có hoặc không có độ phóng đại, cho dù đó là bản chất y tế hay công nghiệp, người ta cho rằng nó còn thúc đẩy các kỹ thuật hình ảnh mới khác như Cộng hưởng từ Chẩn đoán hình ảnh, hoặc MRI, đã cách mạng hóa y học chẩn đoán trong những năm gần đây.Hounsfield đã chia sẻ giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1979 với Allan Cormack cho việc phát hiện ra CT.Phát minh ra máy chụp cộng hưởng từ đã giành được giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2003.

Bằng cách thêm chiều thứ ba vào phân tích tia X, CT không chỉ nâng cao khả năng chẩn đoán y tế và giúp xác định vị trí và điều trị khối u mục tiêu tốt hơn, mà còn giúp các ứng dụng công nghiệp hiện có và mới như:

• Tìm kiếm nguồn dầu mới bằng cách điều tra cấu trúc của các mẫu đá.
• Phân tích vật liệu mới và vật liệu tổng hợp.
• Điều tra và kiểm tra chất lượng sản xuất phụ gia là các ứng dụng công nghiệp từ in 3D.

Trong 125 năm kể từ khi Röntgen lần đầu tiên nhìn thấy tác động của những tia 'chưa biết' đó, không phải tất cả các ứng dụng của tia X đều phát triển thành công.Ví dụ, chiếc máy đóng giày bằng tia X từng được sử dụng phổ biến trong các cửa hàng giày ở Mỹ từ năm 1930 đến năm 1950.

Tuy nhiên, những lợi ích và cơ hội mà tia X đã mang lại cho một loạt các ngành công nghiệp và ứng dụng lớn hơn những thất bại nhỏ đó.Phần tiếp theo của bài viết này sẽ xem xét chi tiết hơn về lịch sử và sự phát triển của chính các nguồn tia X đã cho phép tất cả các ứng dụng tia X này xảy ra.

Liên kết gốc: https: //metrology.news/125th-anniversary-of-x-rays-discovery-on-8th-november-1895/