1901 NOBEL FİZİK ÖDÜLÜ
1901 yılında tarihin ilk Nobel Fizik Ödülü, “sonrasında kendi adıyla anılan X-ışınlarının bulunmasında gösterdiği başarılı çalışmalarından dolayı” Wilhelm Conrad Röntgen’e verildi. Yalnız çalışmayı tercih eden ve kendi halinde çalışmalar...
Yazar	Pelin Cengiz	Temmuz 2, 2017
1901 yılında tarihin ilk Nobel Fizik Ödülü, “sonrasında kendi adıyla anılan X-ışınlarının bulunmasında gösterdiği başarılı çalışmalarından dolayı” Wilhelm Conrad Röntgen’e verildi.
Nobel Diploma of Röntgen
Yalnız çalışmayı tercih eden ve kendi halinde çalışmalar yaparak ün sahibi olmaktan uzak duran Röntgen’in hayatı, yapacağı kazara bir keşif sonrasında değişecekti.
Röntgen’in Würzburg Üniversitesi’ndeki Laboratuvarı
8 Kasım 1895 akşamı Röntgen laboratuvarında, katot-ışını tüplerinin ışığı nasıl yaydığını inceliyordu. Katot ışınlarının etkisinden çok uzakta bulunan parlayan bir flüoresan ekran birden dikkatini dağıttı. Parlaklığın kaynağını araştırmaya çalıştığı için laboratuvarını haftalarca terk etmedi. Işınları takip etmek amacıyla kart parçalarını onların önüne koydu fakat ışınlar, kartların olup olmadığına bakmaksızın onların içinden rahatça geçerek ekranın parıldamasını devam ettirdi. Daha sonra ışınları metalle engellemeye çalıştı. Ancak ince bakır ve alüminyum parçaları da kart gibi şeffaftı. Ekranın önüne bir parça kurşun taşıdı ve gölgesini dikkatle izledi. Ardından onu şaşkınlıkla düşürdü çünkü ekranın karşısında el kemiklerinin karanlık iskelet şeklini görmüştü. Ne gördüğünden hala kuşkuluyken, kalıcı bir kayıt için bazı fotoğraf filmleri çıkardı.
Röntgen, bilim tarihindeki en anıtsal keşiflerden birini yapmıştı: X-ışınları.
(Röntgen bu ışınları, matematiksel bir terim olan ve bilinmeyen bir şeyi simgelemek için kullanılan X’e ithafen X-ışınları olarak adlandırmıştı. Her ne kadar O, bu ismi tercih etse de diğer araştırmacılar bu ışınlara Röntgen-ışınları demekte ısrar etmişlerdir.)
Birkaç hafta sonra eşi Bertha’yı laboratuvara davet etti ve el kemiklerinin evlilik yüzüğü ile beraber gölge grafiğini çok net olarak çıkardı. Bu, fotoğraf tarihindeki en ünlü görüntülerden biridir ve iki hafta içinde uluslararası bir ün kazanmıştır.
Peki ismine genellikle tıbbi tedavilerden aşina olduğumuz ve Röntgen’in büyük keşfi olan X-ışınları nedir ve nasıl üretilir?
X-ışınları, normal ışıktan daha kısa dalga boyuna sahip ve daha yüksek enerjili elektromanyetik dalgalardır. X-ışınlarının üretildiği makinaya X-ışını tüpü denir. Temelde X-ışınları, hızlandırılmış elektronların, tüpün anot bölümündeki tungsten çekirdeğin elektronlarıyla etkileşimleri yoluyla üretilir.
Filaman voltajında küçük bir artış, tüp akımında büyük bir artışa neden olur. Bu da, bir vakum içindeki çok yüksek sıcaklıktaki filaman negatif katottan yüksek hızlı elektronları, pozitif bir tungsten hedef anoduna doğru hızlandırır. Bu anot, üretilen ısıyı dağıtmak için döner. X-ışınları tungsten anot içinde üretilir ve bir X-ışını kirişi ile hastaya doğru yönlendirilir.
X-Işını Tüpü (Şematik)
İki tür X-ışını üretilir: Karakteristik Radyasyon (characteristic radiation) ve Bremsstrahlung Radyasyonu (bremsstrahlung radiation).
Karakteristik X-ışını üretiminde, yüksek enerjili bir elektron, hedef atomun iç katmanındaki bir elektronla çarpıştırılır. Her iki elektron da atomdan atılır ve iç katmanda bir ‘boşluk’ meydana gelir. Bu boşluk, bir X-ışını fotonu olarak yayılan enerji kaybıyla birlikte başka bir dış kabuk elektronu tarafından doldurulur.
Bremsstrahlung radyasyonu, “frenleme radyasyonu” anlamına gelir. Bir elektron çekirdeğin yakınından geçtiğinde yavaşlar ve yolu saptırılır. Kaybolan enerji, bremsstrahlung X-ışını olarak yayılır. X-ışını popülasyonunun yaklaşık %80’i bu şekilde üretilen X-ışınlarından oluşur.
Nobel Prize in Physics 1901 – Presentation Speech. (2017). org. Retrieved from https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1901/press.html
X-rays. (2017). org. Retrieved from https://www.nobelprize.org/educational/physics/x-rays/index.html
Basics of X-ray Physics – X-ray production. (2017). co.uk. Retrieved from http://www.radiologymasterclass.co.uk/tutorials/physics/x-ray_physics_production
Ana Görsel Kaynak: http://wonderopolis.org/wonder/how-does-an-x-ray-work
RESİMLER İÇİN KAYNAKÇA:
Nobel Diploması: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1901/rontgen-diploma.html
Wilhelm Conrad Röntgen: http://learningradiology.com/museum/roentgensroom.html
Röntgen’in labı: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1901/rontgen-photo.html
Anna Bertha Ludwig: http://learningradiology.com/museum/roentgensroom.html
Hand with Rings: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1901/rontgen-photo.html
X-ışını tüpü (şematik): https://pocketdentistry.com/1-physics/
X-ışını tüpü: https://www.slideshare.net/augpax/xray-tubes-53460599
Karakteristik X-ışını üretimi: https://www.slideshare.net/dbc9427/basics-of-radiation-and-production-of-x-rays
Bremsstrahlung X-ışını üretimi: https://radiologykey.com/plain-x-ray-xr-imaging/
BÜLTENNobel Fizik ÖdülüNobel Ödülleri
Altındağ Gazi Anadolu Lisesi’nden 2014 yılında okul birinciliğiyle mezun olan Pelin, Şu anda Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği 2. sınıf öğrencisi ve gelecekte kariyerini fizik alanında devam ettirmeyi planlıyor.