X-Işını Spektroskopisi Nedir? Nasıl Çalışır? Nerelerde Kullanılır?
X-Işını Spektroskopisi Nedir?
X-Işını Spektroskopisi, elektromanyetik spektrumun X-Işını bölgesinde yer alan ve dalga boylarına sahip olan fotonları ya da ışık partiküllerini tespit etmek ve ölçüm yapmak için kullanılan bir tekniktir. Bu teknik bilim insanlarının bir maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini tespit etmesine yardımcı olmak amacıyla kullanılır. Astronomi, arkeoloji ve mühendislik gibi pek çok bilim ve teknoloji alanında kullanılan bu tekniğin farklı birçok X-Işını Spektroskopi yöntemi bulunur. Belirtilen bu yöntemler, bir malzemenin ya da nesnenin tam olarak eksiksiz bir profilini oluşturmak amacıyla tek bir yöntem ya da birden ya da birden fazla yöntem şeklinde kullanılabilir.
X-Işını Spektroskopisi’nin Tarihçesi
Alman bilim insanı Wilhelm Conrad Röntgen’in 1895 yılında X-Işınlarını keşfetmesiyle birlikte 1901 yılında fizik alanında Nobel Ödülü’ne layık görüldü. Röntgen’in yeni keşfi diğer bilim insanları ve doktorlar tarafından hızlı bir şekilde benimsenmiş ve kullanılmaya başladı. İngiliz fizikçi Charles Barkla 1906 ve onu izleyen iki yıl boyunca X-Işınlarının tekil maddelerin özelliği olabileceğinin keşfedilmesine sebep olan çalışmalar yürüttü. Barkla’nın bu çalışması onun Nobel Fizik Ödülü almasını sağladı.
Önerilen Yazımız: Emar (Manyetik Rezonans, MR) Nedir? Nasıl Çalışır?
X-Işını Spekrtoskopisi’nin kullanımı ise yaklaşık olarak 1912 yılının başlarına dayanmaktadır. İngiliz fizikçi baba-oğul William Henry Bragg ve William Lawrence Bragg ile başlamıştır. Baba-oğul ilk olarak X-Işını radyasyonunun kristaller içerisindeki atomlar ile birlikte ne şekilde etkileşime girdiğini gözlemlemek amacıyla spektroskopi yöntemini kullandılar. Onların kullandığı bu yöntem X-Işını kristalografisi olarak adlandırıldı ve baba-oğul 1915 yılında Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldüler.
X-Işını Spektroskopisi Nasıl Çalışır?
X-Işını Spektroskopisi asıl olarak atomların enerji seviyelerindeki değişimleri ölçmektedir. Buradan yola çıkan bilim insanları kimyasal elementleri tanımlayabilmektedir. Bunun yanı sıra farklı nesneler içerisindeki atomların X-Işını ile ne şekilde bir etkileşime girdiğini tespit etmek amacıyla da kullanılmaktadır. İki farklı X-Işını Spektroskopi tekniği bulunmaktadır. Fakat her iki teknik sonucunda da radyasyonun yayılma şekli ile atomik yapısı arasında bir bağlantı kurulur. Bu sayede malzeme içerisindeki elementler analiz edilebilir.
X-Işını Spektroskopisi Kullanım Alanları
Günümüzde bu teknik mühendislik başta olmak üzere astronomi, arkeoloji ve sağlık bilimlerinde kullanılmaktadır. Kullanıldığı bilim dalına göre X-Işını Spektroskopisi’nin işlevleri de değişebilmektedir.
Antropologlar ve arkeologlar tarafından tarihi eserlerin ve kalıntıların analiz edilmesine yardımcı olan X-Işını Spektroskopisi daha öncesinde tarih öncesi insanların yaptığı tahmin edilen obsidyen ok uçlarının kökenini tespit etmek amacıyla kullanılmıştır.
Aynı zamanda astrofizikçiler tarafından uzaydaki nesneler hakkında daha fazla bilgi sahibi olabilmek için kullanılan bu teknik kozmik nesnelerin yaydığı X-Işınlarının yapılarının tespit edilmesi amacıyla da bir deneye konu olmuştur.
X-Işını Spektroskopisi modern BT tarama cihazlarında olduğu gibi tıbbi araştırma ve uygulamaların çeşitli alanlarında da kullanılabilir. CT taraması sırasında daha fazla bilgi elde etmek amacıyla tercih edilebilir.
Bir diğer kullanım alanına örnek olarak, Yury Gogotsi’nin X-Işını Spektroskopisiyle analiz yaptığı bazı malzemelerden püskürtme yöntemi ile yapılmış antenler ve su arıtma membranlarını üretmesi gösterilebilir. Ayrıca Gogotsi ve meslektaşları, sodyum gibi iyonları süzerek suyu tuzdan arındıran kompleks membranların yüzey kimyasını ölçmek amacıyla da X-Işını Spektroskopisini kullanmışlardır.
