Er hægt að sjá í gegnum málma með röntgengeislum?

Svar

Já, það er vel hægt!

Röntgengeislar eru í eðli sínu þannig að þeir smjúga í gegnum efni og í raun geta þeir smogið í gegnum hvaða efni sem er. Þeir dofna samt alltaf á leið sinni um efni, en dofnunin getur verið frá því að vera nánast engin, til dæmis í lofti, upp í að vera mjög mikil, til dæmis í blýi. Það hversu mikið geislar dofna á leið um efni fer annars vegar eftir eiginleikum efnisins, til dæmis þéttni og eðlismassa, og hins vegar eftir eiginleikum röntgengeislanna, það er orku þeirra.

Þykkt og þétt efni deyfir röntgengeisla tiltölulega mikið, en séu röntgengeislar orkumiklir verður dofnunin minni. Til að geisli smjúgi betur í gegnum tiltekið efni má þannig auka orku hans. Til að sjá í gegnum þykkan og þéttan málm þarf röntgengeisla með háa orku. Í svari við spurningunni Hvað sendir frá sér geislun, í til dæmis röntgentækjum? er útskýrt hvernig spenna yfir röntgenlampa ræður orku röntgengeislanna.

Þessi mynd er af GSM-síma. Nokkur hluti hans er úr málmi, en málmurinn er ljósari á myndinni en umhverfið. Röntgengeislun gefur eins og sjá má ágæta mynd af innviðum símans, en því miður engar upplýsingar um hvort hann er í lagi!
Þegar röntgengeislar eru notaðir til að afla upplýsinga (sjá í gegnum eitthvað) er geislanemi settur handan þess sem verið er að skoða, þannig er mynstrið í geislunum skráð og hægt er að skoða það sem mynd. Áður fyrr var oft notuð filma, en nú hafa stafrænir nemar náð yfirhöndinni.

Röntgengeislar, eins og þeir koma frá röntgentæki sem notað er til sjúkdómsgreiningar, eru ekki hentugir til að sjá í gegnum málma, enda eru þeir sniðnir að því að dofna hæfilega í líkamsvef. Við röntgenmyndatökur er því alltaf lögð áhersla á að fjarlægja málmhluti eftir því sem hægt er, en þeir geta annars skert gildi mynda til sjúkdómsgreiningar.

Á öðrum vettvangi eru hins vegar röntgengeislar beinlínis notaðir til að sjá í gegnum málm. Flestir kannast við gegnumlýsingu handfarangurs á millilandaflugvöllum, en háorkuröntgengeislar eru einnig notaðir við landamæraeftirlit til að sjá í gegnum bíla, gáma og lestarvagna. Með gegnumlýsingu á flutningatækjum hafa fundist eiturlyf, vopn og ólöglegir innflytjendur. Tæki sem notuð eru til þessa byggja sum hver á því að nema geisladreif (e. backscatter) sem verður til þegar röntgengeislun fer um efni og er þá geislaneminn sömu megin og geislagjafinn. Önnur tæki nema geislann sem kemur í gegn líkt og gert er í hefðbundinni gegnumlýsingu til sjúkdómsgreiningar. Í sumum þeirra er geislagjafinn geislavirkt efni en ekki röntgenlampi.

Niðurstaðan er að það er ekki einungis mögulegt að sjá í gegnum málma með röntgengeislun, heldur er þessi eiginleiki nýttur í tölverðum mæli í heiminum.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Kennarinn minn sagði að röntgengeislar færu síður í gegnum þétta hluti, er það rétt? eftir Jónínu Guðjónsdóttur
• Mig vantar svo að vita hvernig segulómun (MRI) fer fram? eftir Jón B. Hauksson
• Hvað gerir geislafræðingur? eftir Hildi Guðmundsdóttur
• Hvað er geislun og hvað eru til margar gerðir af henni? eftir Kristján Leósson og Þorstein Vilhjálmsson
• Hver var Wilhelm Röntgen og hver er saga hans? eftir Jónínu Guðjónsdóttur

Heimildir og mynd:

• Vogel H. „Search for persons“. European Journal of Radiology 2007;63(2):220.
• Vogel H. „Vehicles, containers, railway wagons“. European Journal of Radiology 2007;63(2):254.
• Mynd úr safni höfundar.