Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 1 ­ 

 كيف تعمل األشعة السينية؟ كيف تعمل األشعة السينية؟ إليها  توصل  التي  اإلكتشافات  كل  بين  السينية اإلنسان من  األشعة  تبقى

 توصل عالم الفيزياء 1895 ففي عام ٬ وحدها التي اكُتشفت بطريق المصادفة

 يختبر  كان  عندما  األشعة  هذه  إلى  رونتغين  فيلهليم  إشعاع األلماني

 دى يتوهج ل أن الحاجز المشع ثم الحظ ٬ اإللكترونات في أنبوب إلطالق الغازات

 اإللكترونات في األنبوب  مفاجئًا . مرور  ذاته  في حد  األمر  توهج ( لم يكن هذا

 الفلوريسنت  اإللكترومغناطيسي ك مادة  لإلشعاع  رونتغن ٬ ) نتيجة  أنبوب  لكن

 يعترض الورق المقوى أن رونتغن بورق مقوى سميك بحيث افترض كان محاطًا

 . ر معظم اإلشعاع الصاد

 ٬ ليجد أنه ال يزال يتوهج قام رونتغن بوضع أجسام مختلفة بين األنبوب والحاجز

 للعظام معروضة على صورة ظلية ليرى ضع يده في نهاية األمر قبالة األنبوب وو

 . الحاجز

 التطورات الطبية في أحد أهم التعجيل بظهور أدى اكتشاف رونتغن البارز إلى

 نسيج سبر أغوار ة السينية أتاحت لألطباء ألن تقنية األشع ٬ التاريخ البشري

 الجسم البشري دون الحاجة للتدخل الجراحي مثل فحص العظام المكسورة

 بالغة  بسهولة  ابتالعها  يتم  التي  واألجسام  أجهزة ٬ والتجاويف  ظهرت  كما

. أشعة معدلة لفحص الرئتين واألوعية الدموية واألمعاء

Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 2 ­ 

 ما هي األشعة السينية؟ ما هي األشعة السينية؟ عبارة عن أمواج فهما ٬ ي ماهيتها مع الضوء العادي تتشابه األشعة السينية ف

 جسيمات تسمى الفوتونات  تحملها  ويكمن الفرق بينهما ٬ إلكترومغناطيسية

 . أو ما يعرف بطول الموجة تونات المنفردة في مستوى الطاقة الخاص بالفو

 لكنها ليست ٬ ألطوال معينة من األمواج الضوئية تعتبر العين البشرية حساسة

 الطاقة العالية أو أمواج الراديو لموجات األشعة السينية القصيرة ذات حساسة

 الفوتونات المرئية للضوء واألشعة السينية ٬ ذات الطاقة المنخفضة  عن وتنشأ

 على ( وهي ذات مستويات طاقة مختلفة ٬ ت في الذرات طريق حركة اإللكترونا

 وعندما ينتقل اإللكترون إلى مدار أدنى فهو يحتاج إلى إطالق ٬ ) شكل مدارات

 ويتوقف مستوى طاقة الفوتونات على ٬ على هيئة فوتونات الزائدة بعض الطاقة

 . المسافة التي تقطعها اإللكترونات خالل تنقلها بين المدارات

 وتون بذرة أخرى يمكن أن تمتص الذرة طاقة الفوتون عن طريق عندما يصطدم ف

 ويجب أن يتطابق مستوى طاقة الفوتون ٬ دفع اإللكترونات إلى مستويات أعلى

 وإن لم يحصل ذلك فلن يتمكن ٬ مع الفروقات في الطاقة بين مواقع اإللكترونين

. الفوتون من نقل اإللكترونات بين المدارات

Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 3 ­ 

 المرئية  الضوئية  الفوتونات  جسمك  نسيج  منها  يتكون  التي  الذرات  تمتص

 جيد  مستوى ٬ بشكل  مع طاقة ويتناسب  مواقع الفوتونات  بين  اإلختالفات

 إلكترونات ذات ريك تخولها تح طاقة كافية فموجات الراديو ال تملك ٬ اإللكترونات

 عبر الكثير من األجسام تمر فوتونات األشعة السينية . ذرات أكبر بين المدارات

 . ألنها تملك الكثير من الطاقة

 تستطيع  المقابل  في  الذرة اإللكترونات إزالة لكنها  بعض طاقة ٬ من  وتعمل

 السين  األشعة  الذرة فوتونات  عن  اإللكترونات  فصل  على  ا ية  لبقية وتطلق

 وإن وجدت ذرة ذات حجم أكبر فمن المحتمل أن تمتص ٬ اإللكترونات في الهباء

 فروقات فوت  لديها  حجمًا  الذرات األكبر  الشكل ألن  بهذا  ونات األشعة السينية

 في الطاقة  المدارات أكبر  أن ٬ بين  كبير مستوى الطاقة كما  إلى حد  يشبه

 الفوتونات  الذر . طاقة  امتصاص  إمكانية  تبقى  حجماًَ لكن  األكبر  لألشعة ات

 بنبضات طاقة حيث تكون مدارات اإللكترونات منفصلة – متدنية نسبيًا السينية

 . ­ منخفضة

 امتصاص ولذلك فإن قدرته على ذرات أصغر يتكون نسيج الجسم البشري من

 عظامنا ٬ فوتونات األشعة السينية ضعيفة  فذرات الكالسيوم التي تتكون منها

 . فهي تمتص األشعة بصورة أفضل أكبر بكثير وبالتالي

 آلة التصوير باألشعة آلة التصوير باألشعة تتكون من أقطاب ( آللة األشعة يمكن اعتبار األقطاب الكهربائية القلب النابض

 والقطب السالب ٬ وهي موجودة في داخل أنبوب زجاجي فراغ ) موجبة وسالبة

 تقوم . في مصابيح الفلوريسنت كتلك التي نجدها عبارة عن شعيرة ساخنة

 ب  عب اآللة  تيار  ويعمل على رفع حرارتها تمرير  الشعيرة  بإزالة ٬ ر  وتقوم الحرارة

 الشعيرة  على سطح  من  القطب الموجب ٬ اإللكترونات  مهمة  أن  وهو – كما

. تمرير اإللكترونات عبر األنبوب ­ اسطوانة منبسطة مصنوعة من التنغستين

Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 4 ­ 

 ب والقطب السالب مرتفعًا للغاية القطب الموج يعتبر الفرق في الفولطية بين

 اإللكترونات  ترتفع  كبيرة بحيث  وبطاقة  إلكترون ٬ في األنبوب  يصطدم  وعندما

 إلكترون  ينفلت  تنغستين  بذرة  الذر مسرع  من  واحد  في من  الموجودة  ات

 السفلى  طاقة وي ٬ المدارات  مستوى  الم أ ات إلكترون نزل  في حد  العليا  دارات

 ليصبح في م  فوتونات ستوى منخفض مطلقًا الحال  على هيئة  إضافية  طاقة

 . ذات طاقة كبيرة

 ويمأل إلكترون من مدار أعلى ٬ إلكترونًا خارج المدار األدنى إلكترون حر يصطدم بذرة تنغستين مطلقًا

 على شكل فوتون ة ي المكان الشاغر مانحًا طاقة إضاف

 بالذرات  اإلصطدام  دون  الفوتونات  توليد  على  كذلك  الحرة  اإللكترونات  ٬ تعمل

 بشكل يدفعه لتغيير مساره  مسرعًا  إلكترونًا ألنه يمكن أن تجذب نواة ذرة ما

Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 5 ­ 

 مث  مذ تمامًا  الشمس ل  حول  يدور  سرعته ٬ نب  من  اإللكترون  ويبدل ويبطأ

 لزائدة إزالة الطاقة ا إلى " الفرملة " تؤدي هذه . مع تسارعه نحو الذرة اتجاهه

 . من اإللكترون على هيئة فوتونات أشعة

 ٬ تغير النواة مسارها ومع زيادة اإللكترون لسرعته ٬ ينجذب اإللكترون الحر نحو نواة ذرة التنغستين

 فوتونات أشعة سينية ويفقد اإللكترون طاقته التي يطلقها في صيغة

 الحرارة  من  الكثير  توليد  إلى  العنيفة  اإلصطدامات  تلك  محرك ٬ تؤدي  ويعمل

 الموجب  القطب  تدوير  يذوب على  ال  الحرارة حتى  مسار ٬ بفعل  وهنالك

 . مخصص لمرور زيت تبريد يحيط بالغالف

 األشعة  الرصاص لحصر  من  مصنوع  سميك  بغالف  بكاملها  اآللية  هذه  تحاط

 ومن الس  اإلت ينية  في كل  اإلنتشار  من  يسمح ٬ هات ا ج عها  صغير  منفذ  ويوجد

 األ  عبر لبعض  تمر  ضيقة  حزمة  شكل  على  بالمرور  من شعة  سلسلة

 . أن تصل إلى جسم المريض إلى المرشحات

 من  اآلخر  على الجانب  تصوير  آلة  السينية تدون  األشعة  ضوء  المريض نمط

 المريض  جسد  عبر  يمر  ا ٬ الذي  آلة  الفيلم وتستخدم  نوع  نفس  لتصوير

 العادية في المستخدم  التصوير  لتفاعل ٬ آلة  نتاج  السينية  األشعة  لكن

 . كيميائي عوضًا عن ضوء مرئي

 ب  األطباء  أي يحتفظ  السلبية  األشعة  تتعرض المناطق أفالم  قدر التي  ألكبر

 ألقل المناطق التي تتعرض تبدو و ٬ وبالتالي تظهر قاتمة اللون ممكن من الضوء

بيضاء تظهر األجسام الصلبة كالعظام وفي صورة األشعة ٬ فاتحة قدر من الضوء

Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 6 ­ 

 تغيير مدى هنالك إمكانية . ام األقل صالبة سوداء أو رمادية اللون وتظهر األجس

 . تركيز األشعة بتغيير كثافة حزمة األشعة

 األعضاء أو ولتقريب ٬ في أية صورة أشعة عادية بوضوح تظهر األجزاء الطرية ال

 ". الوسط التبايني " وهنا يستعمل األطباء ما يسمى ٬ فحص األوعية الدموية

 أكبر  بفاعلية  السينية  يمتص األشعة  عن سائل  التبايني عبارة  يقوم الوسط

 الهضمي المريض بابتالعه  وهو يتألف من مادة ٬ إلتاحة المجال لفحص الجهاز

 السائل ٬ الباريوم  الدموية عن طريق حقن هذا  لفحص األوعية  يستعمل  كما

 . في الشرايين

 األشعة  تمر  حيث  التنظير  عمليات  في  التبايني  الوسط  يستعمل  عبر كما

 يستطيع  متحركة  صورة  لتولد  المنظار  أنبوب  في  تسجيلها الجسم  األطباء

 . بالفيديو

 هل لألشعة السينية استخدامات أخرى؟ هل لألشعة السينية استخدامات أخرى؟ كان لألشعة السينية اسهامات في المجال الطبي  تلعب دورًا ها لكن ٬ لطالما

 والكوزمولوجيا وفي مثل ميكانيكا الكم وعلم البلوريات حيويًا في مجاالت أخرى

 لمراقبة الشقوق ا ٬ الحقل الصناعي  لدقيقة في وُتستخدم مساحات األشعة

 في المطارات  غنى عنها  التي ال  األجهزة  أصبحت من  كما  الثقيلة  المعدات

 . واألماكن التي تتطلب حماية أمنية

 تأثير األشعة السينية على اإلنسان تأثير األشعة السينية على اإلنسان الطب  في عالم  الثورية  اإلكتشافات  أحد  السينية  األشعة  أن  سابقًا  أوضحنا

 اإلنسا  جسم  بداخل  ما  رؤية  من  األطباء  مكنت  دون ألنها  إلجراء ن  الحاجة

 الجراحية  المكسورة ٬ العمليات  العظام  فحص  لدى  وأمنًا  سهولة  أكثر  فهي

 . على سبيل المثال

 أيضًا  السينية قام ٬ لكن يمكن أن تكون مؤذية  ففي بدايات اكتشاف األشعة

إلى أن لألشعة ولفترات طويلة ­ وأنفسهم ­ العديد من األطباء بتعريض المرضى

Science Education Project   لعلوم مشروع تعليم ا

­ 7 ­ 

 كت األوساط الطبية أن هناك خطأ ر د عندها أ ٬ عراض اإلشعاع بدؤوا يعانون من أ

 . ما

 العادي بالذرات يصطدم الضوء أي عندما ٬ اإلشعاع األيوني في تكمن المشكلة

 تغي  بنية الذرة فهو ال يستطيع  األشعة تصطدم لكن عندما ٬ بصورة جوهرية ير

 ُيعرف أ ما وبالتالي ينش ٬ من الذرات اإللكترونات فهي تستبعد بالذرات السينية

 كهربائيًا باأليونات و  اإللكترونات ثم تص ٬ هي ذرات مشحونة  بذرات أخرى طدم

 . لتولد المزيد من األيونات

 غير  كيميائية  تفاعالت  إلى  بالكهرباء  المشحون  األيون  بداخل يؤدي  طبيعية

 يحدث ٬ لريبي النووي تحطيم سالسل الحمض ا وبمقدور الشحنة ٬ الخاليا  وما

 أن  ا بعدها  تتحول لحمض النووي المنقسم خاليا  وجد ٬ تموت أو  العديد ت وإذا

 تحولت الخاليا ٬ الجسم يصاب بالعديد من األمراض فإن من الخاليا الميتة  وإذا

 وبسبب جميع هذه المخاطر يميل ٬ صبح في هذه الحالة خاليا سرطانية فإنها ت

 . األطباء اليوم إلى عدم اإلفراط في استعمال األشعة السينية

 أفضل من التدخل تبقى هذه األ وجود كل تلك المخاطر وحتى مع  شعة خيارًا

 فهي وبصدق أحد ٬ وهي ال تقدر بثمن في المجاالت العلمية واألمنية الجراحي

. أهم اإلبتكارات على مر العصور