Tia X (X-ray) là gì? Tìm hiểu tính chất, ứng dụng, tác động đến con người

Tia X là gì?

The Wikipedia, tia X (X-ray hay tia Röntgen) là một dạng sóng điện từ có dải bước sóng từ 0,01 đến 10 nano mét tương ứng với dãy tần số từ 30 Petahertz đến 30 Exahertz (3x1016 Hz to 3x1019 Hz) và có năng lượng từ 120 eV đến 120 keV. Chúng có tên gọi khác là Röntgen – được đặt theo tên nhà khoa học người Đức gốc Hà Lan Wilhelm Röntgen – người đã phát hiện ra loại tia này.

Tia X có khả năng xuyên qua các vật thể khác nhiều hoặc ít tùy theo mật độ của chúng, người ta sử dụng X-ray để ghi lại hình ảnh xương cũng như các cấu trúc trong cơ thể.

Cơ chế phát tia X

Tia X được phát ra theo cơ chế như sau:

Electron tại Catot tăng tốc trong điện trường mạnh nên có động năng rất lớn. Khi chúng gặp các nguyên tử Anode thì sẽ xuyên vào lớp vỏ nguyên tử tương tác với các hạt nhân. Khiến làm dịch chuyển các electron từ tầng này qua tầng khác. (Các lớp vỏ gồm K, L, M,… tương ứng các mức năng lượng từ thấp đến cao).

⇒ Quá trình chuyển dịch các electron từ tầng này sang tầng khác tạo ra tia X.

Trong đó tia X có 2  dạng gồm:

• Bức xạ hãm: Được tạo ra do sự tương tác giữa các điện tử và hạt nhân nguyên tử vật liệu làm bia
• Tia X đặc trưng: tạo ra khi các electron bắn phá bia làm bật electron trong quỹ đạo bên trong ra khỏi nguyên tử vật liệu làm bia. Vì vậy nó được gọi là tia X đặc trưng.

Cơ chế phát tia X

Tính chất của tia X

Cũng giống như các bức xạ khác, tia X cũng có những đặc điểm riêng như sau:

• Có thể chiếu qua nhiều loại vật liệu khác nhau, các loại chất rắn như giấy, gỗ, kim loại mỏng,…
• Bước sóng X-ray càng ngắn thì khả năng đâm xuyên càng mạnh
• Tính chất bị hấp thụ, khi đi qua một vật thì chùm tia X giảm xuống do một phần năng lượng tương ứng bị hấp thụ
  • Vật càng lớn thì hấp thụ tia càng nhiều
  • Bước sóng càng dài thì tia X hấp thụ càng nhiều
  • Sự hấp thụ X-ray tăng khi khi trọng lượng nguyên tử của chất bị chiếu xạ tăng
• Có các tính chất quang học thông thường như khúc xạ, phản xạ, nhiễu xạ và tán xạ
• Có tác dụng rất mạnh lên kính ảnh
• Khả năng làm phát quang 1 số chất khác nhau
• Tác dụng sinh học mạnh có thể hủy hoại tế bào, diệt khuẩn, khử trùng,…

Ứng dụng của tia X

Với những đặc điểm và tính chất riêng, tia X được các nhà khoa học nghiên cứu. Và áp dụng thành công trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống.

• Trong y học: Tia X được sử dụng trong y học trong các máy móc, thiết bị y tế hiện đại. Để thấy được hình ảnh bên trong cơ thể con người mà không cần tiến hành phẫu thuật. Một số ứng dụng có thể dễ thấy như máy chụp Xquang, Ct scanner, PET, CT, xạ trị,… Nhằm chẩn đoán chấn thương, hóa trị, xạ trị,…
• Trong công nghệ cơ khí: Sử dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ là dùng tia Gamma hoặc tia X để phóng xuyên qua phim. Năng lượng truyền qua sẽ giúp ta nhận biết được các vùng khuyết tật với hình ảnh rõ ràng. Theo đó chúng được ứng dụng để tìm kiếm, phát hiện các lỗi, khuyết tật trong các sản phẩm đúc với thiết bị ứng dụng tia X được thiết kế chuyên dụng dùng rộng rãi trong ngành cơ khí.

Ứng dụng của tia X

Tác hại của tia X

Tia X là loại tia phóng xạ có khả năng đâm xuyên cực tốt nên nó dẫn đến những ảnh hưởng tiêu cực đối với sức khỏe con người. Cụ thể như sau:

• Ảnh hưởng đến da và các mô dưới da. Từ đó khiến xuất hiện các vệt đỏ sẽ tự phục hồi nếu chỉ chịu chiếu tia X trong vào giờ. Với bức xạ cao hơn thì mức độ tổn thương cũng tăng dần khiến hoại tử, phải tiến hành cắt bỏ,…
• Tia X ảnh hưởng trực tiếp tới thai nhi nên các mẹ bầu cần thực sự chú ý. Bởi chúng khiến trẻ em phát triển bất thường dị dạng, khuyết tật bẩm sinh. Hay gây ra ung thư, bạch cầu,…..
• Ngoài ra nó cũng khiến ảnh hưởng đến nhiều cơ quan, bộ phận khác như sau:
  • Gây tổn thương, đục thủy tinh thể ở mắt
  • Có nguy cơ gây suy thoái tuyến tiền liệt, ung thư vú, giảm hoạt động của buồng trứng, tinh hoàn
  • Hủy hoại trực tiếp các mạch máu nhỏ, tăng khả năng suy tim và biến chứng tim mạch
  • Có thể xuyên thấu qua xương khiến ảnh hưởng trực tiếp tới tủy xương. Tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư máu hay máu trắng nguy hiểm,…
  • Là nguyên nhân gây một số bệnh như tiêu chảy, rối loạn hệ tiêu hóa, hấp thụ kém gây sút cân
  • Giảm số lượng tế bào lympho trong máu, tăng nguy cơ nhiễm trùng và tăng sức đề kháng của cơ thể.
• Tia X làm tăng nguy cơ ung thư do khiến đứt gãy các ADN trong tế bào. Và làm rối loạn sự phát triển khiến chúng phân chia và phát triển nhanh chóng quá mức kiểm soát thành tế bào ung thư
• Gây ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ nhỏ. Tuy nhiên nếu áp dụng phương thức chụp X quang đều được kiểm soát nghiêm ngặt về bức xạ để đảm bảo an toàn cao nhất. Và đảm bảo vẫn đem đến những hình ảnh có giá trị.

Tác hại của tia X

Hạn chế ảnh hưởng của X-ray

Với những tác động tiêu cực của tia X như đã kể trên, ta cần thực hiện để tránh hoặc hạn chế tối thiểu những mối nguy cơ gây hại. Sau đây là 1 số lời khuyên AME Group dành cho bạn:

• Không thực hiện chụp X-quang nhiều lần trong thời gian ngắn. chỉ thực hiện cụp theo chỉ định của bác sĩ khi cần thiết
• Thực hiện trang bị, che chắn các bộ phận dễ bị tác động bởi tia phóng xạ X-ray. Ví dụ như tuyến giáp, buồng trứng của nữ hay tinh hoàn của nam. Để tránh tối đa các nguy cơ phơi nhiễm.
• Với người bị suy giảm miễn dịch, tim bẩm sinh không nên thực hiện chụp X-quang. Từ đó khiến tăng nguy cơ phơi nhiễm và ung thư cao hơn, tích tụ lượng phóng xạ nguy hiểm.
• Hạn chế tối đa việc chụp X-quang cho bà bầu. Nếu bắt buộc thực hiện cần có đầy đủ các phương án phòng tránh bảo vệ. Và cần che chắn phần bụng và các vùng nhạy cảm dễ tổn thương.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy X quang

X-ray có ứng dụng nổi bật nhất được nhiều người biết đến là trong máy chụp Xquang tại các bệnh viện. Người ta sử dụng chùm tia X cho đi qua các bộ phận cơ thể cần thăm khám. Tùy vào cấu trúc phân tử các bộ phận đó mà X-ray có mức độ hấp thụ khác nhau. Các chùm tia còn lại được đưa tới bộ phận thu nhận (film, detector, màn chiếu…) là khác nhau. Do đó bộ xử lsy hình ảnh sẽ hiển thị các tham xám khác nhau để tạo ra ảnh. Ví dụ như mức độ hấp thụ tia ở xương chứa canxi cao hơn. Nên khi chụp Xquang phần hình ảnh về xương có độ xám cao hơn các phần mô mềm khác.

Các thế hệ máy Xquang qua các đời được phân biệt bằng bộ phận thu nhận và xử lý hình ảnh.

• X-quang cổ điển: Sử dụng phim X quang để nhận tín hiệu, dùng máy rửa. Hoặc rửa bằng tay quan các hoạt chất khác nhau giúp hiển thị các hình ảnh tương ứng
• X-quang kỹ thuật số: Dùng các tấm nhận ảnh CR,. CD các máy tính xử ;ý tín hiệu và tạo ảnh nhanh chóng. Hình ảnh được dễ dàng xử lý, lưu trữ, trao đổi và chuyển đi. Từ đó giúp các bác sĩ tiết kiệm thủ tục và rút ngắn thời gian chuẩn đoán bệnh.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy X quang

Trên đây là kiến thức cơ bản về tia X, những nguyên lý phát tia X, ứng dụng và các tác động đối với con người. Hy vọng thông qua bài viết mà AME Group chia sẻ này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của máy X-quang nhằm phục vụ vào quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh cho con người.