എക്സ് - റേ ചിത്രങ്ങളുടെ കഥ...

എക്സ്-റേ യന്ത്രം

എക്സ്-റേ യുടെ കഥ ആരംഭിക്കുന്നത് ഡിസ്ചാര്‍ജ്ജ് റ്റ്യൂബുകളുടെ ആവിര്‍ഭാവത്തോടെയാണ്, പ്രത്യേകിച്ചും ക്രൂക്ക്സ് കുഴലുകളുടെ കണ്ടെത്തലിന് ശേഷം. ബ്രിട്ടീഷ് ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ വില്യം ക്രൂക്ക്സ് ആണ് ഈ ഉപകരണത്തിന്റെ ഉപജ്ഞാതാവ്. വളരെ കുറഞ്ഞ മര്‍ദ്ദത്തില്‍ ചില വാതകങ്ങള്‍ നിറച്ചിട്ടുള്ള ഒരു സ്ഥടികകുഴലാണിത്. രണ്ടറ്റത്തും ഓരോ ഇലക്ട്രോഡുകളും ഉണ്ട്. വളരെ ഉയര്‍ന്ന ഡി-സി വോള്‍ട്ടേജ് ഈ ഇലക്ട്രോഡുകള്‍ക്കിടയില്‍ നല്‍കുമ്പോള്‍ കുറഞ്ഞ മര്‍ദ്ദത്തിലുള്ള വാതകത്തിലൂടെ ഡിസ്ചാര്‍ജ്ജ് നടക്കും. ഇതായിരുന്നു ക്രൂക്ക്സ് കുഴല്‍ എന്ന സംവിധാനം. ക്രൂക്ക്സ് കുഴല്‍ ഉപയോഗിച്ച് പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തിയ പലരും ഒരു അജ്ഞാതരശ്മിയുടെ സാന്നിദ്ധ്യം നിരീക്ഷിച്ചിരുന്നു. റ്റ്യൂബിനടുത്ത് പൊതിഞ്ഞ് സൂക്ഷിച്ചിട്ടുള്ള ഫോട്ടോഗ്രാഫി പ്ലേറ്റുകള്‍ പ്രകാശം കടന്ന പോലത്തെ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്നതാണ് അജ്ഞാതരശ്മി ഉണ്ട് എന്ന് സംശയിക്കുവാനുള്ള സാഹചര്യമൊരുക്കിയത്. എങ്കിലും ഈ രശ്മിയെക്കുറിച്ച് കൂടുതല്‍ പഠനങ്ങള്‍ നടത്തിയത്  വില്യം റോണ്‍ജണ്‍ എന്ന ജര്‍മ്മന്‍ ഭൌതികശാസ്ത്രജ്ഞനാണ്. അദ്ദേഹവും യാദൃശ്ചികമായാണ് ഈ കണ്ടെത്തല്‍ നടത്തിയത്. പൂര്‍ണ്ണമായും കാര്‍ഡ്ബോര്‍ഡ് കൊണ്ട് മൂടപ്പെട്ട ക്രൂക്ക്സ് റ്റ്യൂബിനടുത്ത് വച്ചിരിക്കുന്ന ഫ്ലൂറസന്റ് സ്ക്രീന്‍ തിളങ്ങുന്നതായി കണ്ടു. ഇതിനെത്തുടര്‍ന്ന് നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളാണ് എക്സ്-റേ എന്ന രശ്മിയുടെ അസ്തിത്വം വെളിപ്പെടുത്തിയത്. അജ്ഞാതരശ്മി എന്ന ആശയം തന്നെയാണ് എക്സ്-വികിരണം എന്ന് പേരിടാന്‍ അദ്ദേഹത്തിന് പ്രചോദനമായത്.  എക്സ്-റേ വികിരണം കണ്ടെത്തി രണ്ടാഴ്ചക്കുള്ളില്‍ത്തന്നെ അദ്ദേഹം ഇതുപയോഗിച്ച് ഫോട്ടോയുമെടുത്തു. 

 

(എക്സ-റേ ഉപയോഗിച്ചെടുത്ത ആദ്യ ചിത്രം)

ഭാര്യയായ അന്നാ ബെര്‍ത്തയുടെ കൈപ്പത്തിയായിരുന്നു ആദ്യ എക്സ്-റേ ഫോട്ടോ.  1895 ഡിസംബറില്‍ അദ്ദേഹം എക്സ്-രശ്മികളെക്കുറിച്ചുള്ള തന്റെ പഠനങ്ങള്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. 1901 ല്‍ ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിനുള്ള ആദ്യ നോബേല്‍ സമ്മാനമാണ് ഈ കണ്ടെത്തലിലൂടെ റോണ്‍ജനെ തേടിയെത്തിയത്. ചികിത്സാരംഗത്ത് വന്‍ വിപ്ലവമാണ് എക്സ്-റേ സൃഷ്ടിച്ചത്. റോണ്‍ജണ്‍ തന്റെ പ്രബന്ധം അവതരിപ്പിച്ച് അധികകാലം കഴിയും മുന്‍പേ എക്സ്-റേ ചികിത്സാരംഗത്ത് ഉപയോഗിച്ചു തുടങ്ങി. അസ്ഥിചികിത്സാരംഗത്ത് വളരെ മികച്ച നിര്‍ണ്ണയം നടത്താന്‍ എക്സ്-റേ ഇന്ന് സഹായിക്കുന്നു.

എന്താണ് എക്സ്-റേ?
എക്സ്-റേ നമ്മുടെ ദൃശ്യപ്രകാശം പോലെ തന്നെയുള്ള വൈദ്യുതകാന്തികവികിരണമാണ്. എന്നാല്‍ ദൃശ്യപ്രകാശത്തേക്കാള്‍ വളരെയധികം ആവൃത്തി കൂടി ഒന്നാണിത്. അള്‍ട്രാവൈലറ്റ് രശ്മികളേക്കാള്‍ ആവൃത്തി കൂടുതലും ഗാമാരശ്മികളേക്കാള്‍ ആവൃത്തി കുറവുമാണിവയ്ക്ക്. എക്സ്-കിരണങ്ങളെത്തന്നെ രണ്ടായി തരം തിരിക്കാറുണ്ട്. സോഫ്റ്റ് എക്സ്-റേ എന്നും ഹാര്‍ഡ് എക്സ്-റേ എന്നും. ആവൃത്തികൂടിയ എക്സ്-കിരണങ്ങളാണ് ഹാര്‍ഡ് എക്സ്-റേ. സോഫ്റ്റ് എക്സ്-റേ ആവൃത്തി കുറഞ്ഞവയും. സൂര്യനടക്കമുള്ള നക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നെല്ലാം തന്നെ എക്സ്-വികിരണങ്ങള്‍ പുറപ്പെടുന്നുണ്ട്. എങ്കിലും ഭൂമിയുടെ ആവരണം ഒരു പരിധിവരെ ഇവയെ തടയുന്നതിനാല്‍ അപകടകരമായ തോതില്‍ ഭൂമിയില്‍ എത്തിച്ചേരുന്നില്ല എന്ന് മാത്രം. വാതകആറ്റങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണുകളെ തെറിപ്പിച്ച് കളഞ്ഞ് അവയെ അയണീകരിക്കാന്‍ എക്സ്-കിരണങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയും. ദൃശ്യപ്രകാശം ചില്ലിലൂടെ കടന്ന് പോകുന്ന പോലെ പല തരം വസ്തുക്കളിലൂടെയും എക്സ്-കിരണം കടന്നുപോകും. അതില്‍ നമ്മുടെ ശരീരവും ഉള്‍പ്പെടും. എന്നാല്‍ കാഠിന്യമേറിയ എല്ലുകളിലൂടെ വളരെക്കുറച്ച് മാത്രമേ എക്സ്-കിരണങ്ങള്‍ കടന്ന് പോവുകയുള്ളൂ. ഈ ഗുണമാണ് ചികിത്സാരംഗത്ത് എക്സ്-റേക്ക് പ്രാധാന്യം കൈവരിക്കാന്‍ കാരണം.

എക്സ്-കിരണങ്ങളുടെ നിര്‍മ്മാണം
വളരെ ഉയര്‍ന്ന വേഗതയില്‍ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളെ ലോഹങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് പെട്ടെന്ന് തടഞ്ഞ് നിര്‍ത്തിയാല്‍ എക്സ്-കിരണങ്ങള്‍ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടും. ദൃശ്യപ്രകാശവും എക്സ്-കിരണവും ഉണ്ടാവുന്നതിന് കാരണം ആറ്റത്തിനുള്ളലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനമാണ്.  ഓരോ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കും ന്യൂക്ലിയസ്സിനു ചുറ്റും അവരുടേതായ ഭ്രമണപഥങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. പുറമേ നിന്നും അല്പം ഊര്‍ജ്ജം കിട്ടിയാല്‍ ചിലപ്പോള്‍ ഈ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജ്ജമുള്ള മറ്റ് ഭ്രമണപഥങ്ങളിലേക്ക് ചേക്കേറും. അവിടെ നിന്നും തിരിച്ച് പഴയ ഊര്‍ജ്ജനിലയിലേക്ക് വരുന്നത് അധികമുള്ള ഊര്‍ജ്ജം ഒരു ഫോട്ടോണിന്റെ രൂപത്തില്‍ പുറന്തള്ളിക്കൊണ്ടായിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണുകള്‍ നില്‍ക്കുന്ന രണ്ട് ഊര്‍ജ്ജനിലകളും തമ്മില്‍ വലിയ അന്തരമുണ്ടെങ്കില്‍ പുറത്ത് വരുന്നത് ഉന്നതഊര്‍ജ്ജമുള്ള എക്സ്-റേ ഫോട്ടോണായിരിക്കും. ഇലക്ട്രോണുകളെ ഇതിന് പ്രേരിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് എക്സ്-റേ നിര്‍മ്മിക്കുന്ന ഒരു യന്ത്രം ചെയ്യുന്നത്. മറ്റൊരു വിധത്തിലും എക്സ്-റേ ഉണ്ടാകാം. ഒരു ആറ്റത്തിന് പുറത്ത് നിന്നും അതിവേഗത്തില്‍ വരുന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോണ്‍ ചിലപ്പോള്‍ ആറ്റത്തിന്റെ ന്യൂക്ലിയസ്സാല്‍ ആകര്‍ഷിക്കപ്പെടാം. അതോടെ ഈ ഇലക്ട്രോണിന്റെ ഊര്‍ജ്ജത്തില്‍ വലിയ കുറവ് സംഭവിക്കുന്നു. ഈ കുറവ് ഒരു ഫോട്ടോണിന്റെ രൂപത്തില്‍ പുറന്തള്ളപ്പെടും. ഈ രീതിയിലും യന്ത്രങ്ങളുപയോഗിച്ച് എക്സ്-റേ സൃഷ്ടിക്കാവുന്നതാണ്.

(എക്സ്-റേ നിര്‍മ്മാണം)

എക്സ്-റേ യന്ത്രം ഒരു ഡിസ്ചാര്‍ജ് റ്റ്യൂബിന് സമാനമാണ്. വായു നീക്കം ചെയ്ത ഒരു കുഴലാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാനഭാഗം. ഇതിന്റെ ഒരു വശത്ത് ഒരു ഫിലമെന്റ് ഉണ്ടായിരിക്കും. സാധാരണ ഫ്ലൂറസന്റ് വിളക്കുകളില്‍ കാണുന്നതരത്തിലുള്ള ഒന്ന്. തീവ്രതകുറഞ്ഞ ഒരു വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് ഈ ഫിലമെന്റ് ചൂടാക്കുന്നു. ചൂടായ ഫിലമെന്റ് ഇലക്ട്രോണുകളെ പുറത്തുവിടാന്‍ തുടങ്ങും. ഈ ഫിലമെന്റ് ഒരു ഇലക്ട്രോഡും കൂടിയാണ്.  കുഴലിന്റെ അടുത്ത വശത്ത് 45 ഡിഗ്രി ചരിവില്‍ വച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ലോഹപ്ലേറ്റുണ്ട്. മൊളിബ്ഡിനമോ ടംങ്സറ്റണോ കൊണ്ടായിരിക്കും ഈ ലോഹഭാഗം നിര്‍മ്മിച്ചിരിക്കുക. ഈ ലോഹഭാഗവും ഒരു ഇലക്ട്രോഡായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും. ഫിലമെന്റിനും ലോഹക്കഷണത്തിനും ഇടയ്ക്ക് അതി തീവ്രമായ വോള്‍ട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുന്നു. ഫിലമെന്റ് നെഗറ്റീവ് ആയും ലോഹപ്ലേറ്റ് പൊസിറ്റീവ് ആയിട്ടുമാണ് വോള്‍ട്ടേജ് നല്‍കുന്നത്. തന്മൂലമുണ്ടാകുന്ന അതിശക്തമായ വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തില്‍ പെട്ട് ഫിലമെന്റില്‍ നിന്നും പുറത്ത് വരുന്ന ഇലക്ട്രോണുകള്‍  ലോഹപ്ലേറ്റിലേക്ക് ശക്തിയായി ആകര്‍ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ഉന്നതഊര്‍ജ്ജത്തോടെയായിരിക്കും ലോഹപ്ലേറ്റില്‍ പതിക്കുന്നത്. ഈ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ ലോഹആറ്റത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്ക് ഊര്‍ജ്ജം പകരുകയും നേരത്തേ വിവരിച്ച പോലെ എക്സ്-കിരണങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുകയും ചെയ്യും.

അമിതമായ തോതില്‍ എക്സ്-കിരണങ്ങളേല്‍ക്കുന്നവര്‍ക്ക് ക്യാന്‍സര്‍ പോലുള്ള രോഗങ്ങള്‍ വരാന്‍ സാധ്യതയുള്ളതായി പഠനങ്ങള്‍ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. എക്സ്-റേ യന്ത്രങ്ങള്‍ പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുന്നവര്‍ റേഡിയേഷനേല്‍ക്കാത്ത വിധമുള്ള കവചങ്ങളും മറ്റും ധരിക്കുന്നത് അത് കൊണ്ടാണ്. എക്സ്-കിരണങ്ങളെ തടഞ്ഞ് നിര്‍ത്താന്‍ കഴിവുള്ള ലെഡ് ഉപയോഗിച്ചുള്ള പ്രത്യേകതരം കവചങ്ങളാണിവ. എക്സ്-റേ യുടെ ഉപയോഗം ആതുരസേവന രംഗത്ത് മാത്രം ഒതുങ്ങി നില്‍ക്കുന്നില്ല. ക്രിസ്റ്റല്‍ പഠനങ്ങളടക്കമുള്ള ശാസ്ത്രപരീക്ഷണ രംഗത്തും വ്യാവസായിക രംഗത്തും വരെ ഇന്ന് എക്സ്-കിരണങ്ങളെ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. വിദൂരനക്ഷത്രങ്ങളില്‍ നിന്നും വരുന്ന എക്സ്-കിരണങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുവാനായുള്ള എക്സ്-റേ ടെലിസ്കോപ്പുകള്‍ക്ക് വരെ ഇന്ന് ശാസ്ത്രം രൂപം കൊടുത്തിരിക്കുന്നു. യാദൃശ്ചികമായ ഒരു കണ്ടെത്തല്‍ നടത്തിയ വന്‍ വിപ്ലവങ്ങളുടെ പുതിയ അന്വേഷണങ്ങള്‍ക്കായി ഇന്നും ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ ശ്രമിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.