එක්ස් කිරණ

(X-කිරණ). වාතය ඉවත් කරන ලද නළයක් තුළ ඇති සුදුසු ඉලක්කයක් මත ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයක් පතිත වීමෙන් නිපැදෙන විද්‍යුත් චුම්බක කිරණ විශේෂයකි. අනෙක් විද්‍යුත් චුම්බක කිරණ මෙන් X-කිරණ ද ආලෝකයේ වේගය හා සමාන වේගයකින් රික්තයක ගමන් කරයි. X-කිරණවල විශේෂත්වය රඳා පවතින්නේ එහි කෙටි තරංග ආයාමය මතයි. මෙම තරංග ආයාමය අඟලකින් 250,000,000ක් තරම් වේ. කෙටි තරංග ආයාමය නිසා ද්‍රව්‍ය විනිවිද යාමේ ශක්තියක් මෙම කිරණවලට තිබේ.

ඉතිහාසය

වර්ෂ්බූර්ග් විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය විල්හෙල්ම් කොන්රාට් ර’න්ට්ගන් (Roentgen) විසින් 1895 නොවැම්බර් මස 8 වැනි දින X-කිරණ සොයාගන්නා ලදි. වාතය සම්පූර්ණයෙන් ම පාහේ හිස් කරන ලද නළයක් තුළ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකකට ඉහළ විද්‍යුත් විභව අන්තරයක් යෙදූ කල්හි කැතෝඩයෙන් නිකුත්වන කිරණ (කැතෝඩ කිරණ බ.) පිළිබඳව යූලියුස් ප්ලූකර්, විලියම් ක්රුක්ස්, හයින්රික් හෙර්ට්ස්, පිලිප් ලෙනාඩ් වැනි විද්‍යාඥයන් විසින් පවත්වන ලද පරීක්ෂණ නැවත වරක් කිරීමෙන් ර’න්ට්ගන්ට X-කිරණ සොයාගැනීමට අහම්බෙන් ම මඟ පෑදිණි.

ප්‍රේරණ දඟරයකට සම්බන්ධ කොට ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙකකින් සමන්විත, වාතය හිස් කරන ලද නළයක් අසල බේරියම් ප්ලැටිනොසයනයිඩ් කඩතිරයක් තැබූ කල්හි කඩතිරය දිලිසෙන්නට පටන් ගනී. එසේ වන්නේ කැතෝඩ කිරණ නිසාය. මෙම කිරණවල විනිවිද යාමේ ශක්තිය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ර’න්ට්ගන් විසින් නළය කළු කඩදාසියකින් ආවරණය කොට ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මත ප්‍රේරණ දඟරයෙන් විද්‍යුත් විභවයක් යොදවන ලදි. නළය ආවරණය කොට ඇති කළු කඩදාසියෙන් ආලෝකය පිටවන්නේ දැයි බලාගැනීම පිණිස කාමරය සම්පූර්ණයෙන් ම කළුවර කළ කල්හි නළයෙන් කිසිදු ආලෝකයක් පිට නොවන බව ඔහුට පෙනිණ. ඒ කළු කඩදාසි ආවරණය විනිවිද යාමට තරම් ශක්තියක් කැතෝඩ කිරණවලට නැති හෙයිනි. එහෙත් නළයට යාරයක් පමණ දුරින් පිහිටි බංකුවක් මත සුළු දීප්තියක් ඇති බව හදිසියේ ම ඔහුට පෙනිණ. මේ පිළිබඳව පුදුමයට පත් ඔහු සැක දුරු කරගනු වස් කීප විටක් ම ප්‍රේරණ දඟරය ක්‍රියා කරවන ලදි. ඒ හැම අවස්ථාවක දී ම නැවත නැවතත් බංකුව මත ආලෝක තිත දිස් විය. මෙයින් කුතුහලයට පත් ඔහු ගිනිකූරක් දල්වා බැලීමෙන් මේ පුදුම සහගත ආලෝකය ලැබුණේ බංකුව මත තුබුණු බේරියම් ප්ලැටිනොසයනයිඩ් කඩතිරයකින් බව සැක හැර වටහා ගන්නා ලදි. කැතෝඩ කිරණවලට වාතයේ ගමන් කළ හැක්කේ මඳ දුරක් හෙයින් මෙම සංසිද්ධිය අලුත් සොයා ගැනීමක් බව ර’න්ට්ගන්ට වැටහිණි. ඊළඟ සති කීපය තුළ මේ පිළිබඳ තවත් පරීක්ෂණ රාශියක් කළ ඔහු විසින් මේ කිරණවල ස්වභාවය හරියාකාර තමා නොදන්නා බව අඟවනු වස් එය X-කිරණ යනුවෙන් නම් කරන ලදි. මේ පිළිබඳව 1895 දෙසැම්බර් මස 28 වැනි දින වාර්තාවක් සපයමින් බොහෝ ද්‍රව්‍ය තුළින් X-කිරණ විනිවිද යතැයි ද, බේරියම් ප්ලැටිනොසයනයිඩ් හැර කැල්සියම් සංයෝග, යුරේනියම් වීදුරු (uranium glass), ආකර ලුණු (rock salt) වැනි ද්‍රව්‍ය ද X-කිරණ පතිත වීමෙන් ප්‍රතිදීපනය වෙතැයි ද, ඡායාරූප පටක X-කිරණ විෂයෙහි සංවේදී යයි ද, කාච උපයෝගී කොට ආලෝකය මෙන් X-කිරණ ගොමු කළ නොහැකි යයි ද, X-කිරණ සරල රේඛාවක් දිගේ ගමන් කරන අතර චුම්බක ක්ෂේත්‍ර මගින් උත්ක්‍රමය කළ නොහැකියයි ද, ආරෝපිත ද්‍රව්‍ය මත X-කිරණ පතිත වීමෙන් ආරෝපණය විසර්ජනය වේ යයි ද, කුමන ද්‍රව්‍යයක් ඉලක්කයක් වශයෙන් තුබුණ ද, කැතෝඩ කිරණ ඒ මත පතිත වීමෙන් X-කිරණ ඇති වේ යයි ද යනාදි වශයෙන් X-කිරණවල මූලික වැදගත් ගුණ රැසක් ර’න්ට්ගන් විසින් ඉදිරිපත් කරන ලදි. X-කිරණ සොයා ගැනීමෙන් පසුව පැමිණි වර්ෂය තුළ දී X-කිරණ පිළිබඳව පොත් හා අතුරු ප්‍රකාශන 49ක් ද ලිපි 1,000කට අධික ප්‍රමාණයක් ද පළ වීමෙන් මෙම සොයා ගැනීම විද්‍යාඥයන් අතර කොතරම් උනන්දුවක් ඇති කෙළේ ද යන්න පැහැදිලිව පෙනේ.

මූලික න්‍යාය

විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ වර්ණාවලිය කොටස් කිහිපයකට බෙදා තිබේ. තරංග ආයාමයේ අවරෝහණය අනුව සකස් කළ විට මෙම කොටස් ගුවන් විදුලි තරංග, විකිරණ තාපය, අධෝරක්ත විකිරණය, දෘශ්‍ය ආලෝකය, පාරජම්බූල ආලෝකය, විදුර පාරජම්බූල (the-far ultra violet) හෙවත් මිලිකන් පරාසය, X-කිරණ, ගැමා කිරණ යනාදි වශයෙන් දැක්විය හැකිය. මේ හැම කොටසක් ම එක ම මූලික ස්වභාවයෙන් යුක්තය. වෙනසකට ඇත්තේ තරංග ආයාමයෙන් එකිනෙකට වෙනස් වීම පමණි. ගුවන් විදුලි තරංගවල තරංග ආයාමය මීටර් දහස් ගණනක් දක්වා විහිදේ. ගැමා කිරණවල තරංග ආයාමය සෙන්ටිමීටරයකින් 10-9ක් පමණ වේ. මෙම වර්ණාවලියෙහි පියවි ඇසට පෙනෙන කොටසේ තරංග ආයාමය සෙන්ටිමීටර 7,000×107-8 සිට 4,000×10-8 දක්වා විහිදෙන ඉතා කුඩා කොටසකි.

ක්රුක්ස් නළයකට (1 රූප සටහන) අධිවෝල්ටීයතා විද්‍යුත් විභවයක් සන්ධි කොට නළය තුළ ඇති වාතය සීරුවෙන් ඉවත් කරන විට පහත සඳහන් දෑ නිරීක්ෂණය කළ හැකි වේ. වාතය දුර්වල විද්‍යුත් සන්නායකයක් නිසා සෑහෙන පමණ අඩු පීඩනයක් ලැබෙන තුරු නළය තුළින් විද්‍යුතය ගමන් නොකරයි. පීඩනය ක්‍රමයෙන් අඩු වී වායුගෝලීය පීඩන 0.0013ක් පමණ වන විට පළමුවෙන් ම නළය තුළ රෝස පැහැති ඒකාකාර ආලෝකයක් දක්නට ලැබේ. තවදුරටත් පීඩනය අඩු වන විට කැතෝඩය අසල අඳුරු පෙදෙසක් ඇති වේ. නළය තුළ පීඩනය වායුගෝලීය පීඩන 0.00013 හා 0.0000013 අතර වන විට නිල් පැහැති ආලෝක කදම්බයක් කැතෝඩයෙන් විහිදෙන්නට පටන් ගනී. මේ කැතෝඩ කිරණයි. නළය තුළ ඇති වාත අණු සමග ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව ගැටීම නිසා විහිදෙන නිල් ආලෝකය මගින් මෙය දෘශ්‍යමාන වේ. තවදුරටත් පීඩනය අඩු වන විට කැතෝඩ කිරණ ධාරාව අඛණ්ඩව පැවතුණ ද නළය තුළ ඇති වායු අණු ප්‍රමාණය දීප්තියක් දීමට තරම් ප්‍රමාණවත් නොවන නිසා දීප්තිමත්ව නොපෙනේ. එහෙත් වීදුරු නළය මත කැතෝඩ කිරණ පතිත වීම නිසා ඇපල් ඵලයක දක්නට ලැබෙන කොළ පැහැය ඇති ආලෝකයක් විහිදේ. මේ අවස්ථාවේ දී බේරියම් ප්ලැටිනොසයනයිඩ් කඩතිරයක් නළය අසල තැබුවහොත් කඩතිරය ප්‍රතිදීපනය වීමෙන් වීදුරු නළයෙන් ඉවත් වන්නේ X-කිරණ බව කියාපායි. මෙහි දී ලැබෙනුයේ මෘදු X-කිරණයි. පීඩනය අඩු වන විට නළය තුළින් විද්‍යුත් ධාරාව පවත්වා ගැනීමට නළය මත යෙදෙන විද්‍යුත් විභවය ක්‍රමයෙන් ඉහළ නැංවීම අවශ්‍ය වේ. විද්‍යුත් විභවය වර්ධනය වන කල්හි X-කිරණවල විනිවිද යාමේ ශක්තිය ද ක්‍රමයෙන් වර්ධනය වෙමින් නළයට යොදනු ලබන විද්‍යුත් විභවයේ විභව අන්තරය වෝල්ට් 100,000ක් පමණ වන විට ඉතා ඉහළ විනිවිද යාමේ ශක්තියකින් යුතු X-කිරණ හඳුන්වනු ලැබේ. මෙම X-කිරණ දැඩි X-කිරණ නමින් හඳුන්වනු ලැබේ. නළයෙන් දැඩි X-කිරණ විහිදුවන විට එය රත් වී උණු වී යාමට මාන බලයි. මේ නිසා X-කිරණ නළයන්හි කැතෝඩ කිරණ කදම්බය පතිත වන ස්ථානවල ලෝහ මතුපිටක් යෙදීම අවශ්‍ය වේ. ලෝහ මතුපිට වුව ද සුදුසු උපක්‍රමයක් යොදා සිසිල් කරනු නොලැබේ නම් ඉක්මනින් ම රක්තතප්ත වේ. නළය තුළ පීඩනය වායුගෝලීය පීඩන 4x10-7ක් පමණ වන විට සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රායෝගිකව යෙදිය හැකි ප්‍රමාණයේ විද්‍යුත් විභව මගින් නළය තුළින් විද්‍යුත් ධාරාව පවත්වා ගැනීමට නොහැකි වේ. එහෙයින් X-කිරණ නිකුත් වීම නවතී. කැතෝඩය වෙනුවට විද්‍යුත් ධාරාවකින් රත් කරනු ලබන සූත්‍රිකාවක් යෙදීමෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව දිගට ම පවත්වා ගත හැකි නිසා මෙහි දී X-කිරණ ලබාගත හැකිය.

X-කිරණ උද්දීපනය කිරීම

X-කිරණ නිකුත් කිරීම සඳහා පරමාණුවක් උද්දීපනය කිරීම ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයක් මගින් හෝ ප්‍රබල ශක්තියකින් යුතු විකිරණයක් උපයෝගී කොට හෝ කළ හැකිය. අධික වේගයකින් චලනය වන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයක් මගින් පහර දීමේ ක්‍රමය පරමාණු උද්දීපනය කිරීම සඳහා බහුලව යොදාගනු ලැබේ. සියලු ම X-කිරණ නළවල උපයෝගී කරගනු ලබන ක්‍රමය මෙයයි. ඩබ්ලිව්. ඩ්‍යුඒන්, එෆ්.එල්. හන්ට් හා ඩී.ඇල්. වෙබ්ස්ටර් විසින් පෙන්වා දෙන ලද පරිදි යම් නිශ්චිත වර්ණාවලියකට අනුරූප X-කිරණ ලබාගැනීම සඳහා ඉවත් කළ යුතු පරමාණුවේ නිෂ්කර්ෂණ (extraction) ශක්තියට වඩා වැඩි ශක්තියකින් යුතු ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයක් ඒ සඳහා යොදාගැනීම අවශ්‍යය. ඉලෙක්ට්‍රෝන ත්වරණය කිරීම සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර යෙදෙන සරල විද්‍යුත් විභවය V නම් ද, ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ ආරෝපණය e නම් ද, මෙම කදම්බය මගින් නිෂ්කර්ෂණ ශක්තිය We වූ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කිරීමට නම් ශක්තිය Ve>We විය යුතුය. නිදසුනක් වශයෙන් ප්‍රතිකැතෝඩය ලෙස ක්‍රියා කරන රිදී ඉලක්කයක් මත ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බය පතිත වන්නේ යයි සිතමු. රිදී පරමාණුවක K කවචයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනවල නිෂ්කර්ෂණ ශක්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් 25,600ක් පමණ වේ. එහෙයින් K ශ්‍රේණියේ වර්ණාවලී රේඛා නිකුත් කරන X-කිරණ ලබාගැනීම සඳහා X-කිරණ නළයට යෙදිය යුතු අඩු ම විද්‍යුත් විභවය වෝල්ට් 25,600ක් පමණ වේ. මීට අඩු විද්‍යුත් විභවයන් සඳහා නිකුත් වන X-කිරණවල L ශ්‍රේණියේ වර්ණාවලී රේඛා ප්‍රබල ලෙස දෘශ්‍යමාන වේ. එහෙත් විද්‍යුත් විභවය වෝල්ට් 25,600ට ආසන්න වන විට පමණක් එක්වර ම K ශ්‍රේණියේ වර්ණාවලී රේඛා විද්‍යමාන වේ. X-කිරණ නිකුත් වීමේ සංසිද්ධිය පැහැදිලි කිරීම සඳහා ඉදිරිපත් කොට ඇති න්‍යාය සනාථ කිරීම සඳහා මෙය ප්‍රබල සාධකයකි.

පරමාණුවක අභ්‍යන්තර කවචයක ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පලවා හැරීමට ප්‍රමාණවත් වන ශක්තියක් ඇති විකිරණ කදම්බයක් පරමාණුව මත පතිත වීමට හැරීමෙන් ද X-කිරණ නිපැදවිය හැකිය. මෙම ක්‍රමය සාර්ථක වීම සඳහා පතන X-කිරණ කදම්බයේ ශක්තිය hv, ඉලෙක්ට්‍රෝනයක නිෂ්කර්ෂණ ශක්තියට සමාන හෝ ඊට වැඩි විය යුතු වේ. නිදසුනක් වශයෙන් රිදී පරමාණුවක් උද්දීපනය කිරීම සඳහා ඒක වර්ණ X-කිරණ කදම්බයක් උපයෝගී කරගන්නේ යයි සිතමු. එවිට K ශ්‍රේණියේ වර්ණාවලී රේඛා ගෙනදෙන X-කිරණ නිකුත් කිරීම සඳහා, K ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ඉවත් කිරීමට අවශ්‍ය වන ශක්තිය වූ ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් 25,600ක් හා සමාන ශක්තියක් අවශ්‍ය වන නිසා, පතිත වන X-කිරණ කදම්බයේ ශක්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් 25,600ක් හෝ ඊට වඩා වැඩි ප්‍රමාණයක් හෝ විය යුතුය. විකිරණයක ශක්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් v නම් ඒ හා සමාන ශක්තියක් ඇති විකිරණයක සංඛ්‍යාතය v = 2.4181×1014 v සම්බන්ධතාවෙන් ලැබෙන නිසා, පතන X-කිරණ කදම්බයේ සංඛ්‍යාතය තත්පරයට චක්‍ර 6.2×1018ක් හෝ ඊට වඩා වැඩි විය යුතු හෝ වේ.

ප්‍රායෝගික වශයෙන් මෙම ක්‍රමය යොදා පරමාණුවක් උද්දීපනය කිරීමේ දී X-කිරණ කදම්බයක් ස්ඵටිකයක් මගින් නිශ්චිත කෝණයක් ඔස්සේ පරාවර්තනය කිරීමෙන් හෝ අවශ්‍ය ප්‍රමාණයේ අවධි සංඛ්‍යාතයකින් යුතු ඒකවර්ණ X-කිරණ කදම්බයක් නිපදවා එය රිදී තහඩුවක් මත පතිත වීමට හෝ ඉඩ හරිනු ලැබේ. එවිට මෙම කදම්බය මගින් රිදීවල ලාක්ෂණික X-කිරණ නිකුත් කෙරේ. මේ ආකාරයට X-කිරණ නිකුත්වීම, පතිත වන කදම්බයේ තීව්‍රතාවෙන් ස්වායත්තය. ඉලක්කය මත පතිත වීමට පෙර ගමන් කරන මාධ්‍යයේ ඇති ද්‍රව්‍ය මගින් උරාගැනීම නිසා හෝ අන් බාධකයක් නිසා හෝ විකිරණ කදම්බයක තීව්‍රතාව අඩුවීමෙහි දී සිදුවන්නේ ෆෝටෝනයක (photon) ශක්තිය හීනවීම නොව පතිත වන ෆෝටෝන ගණන අඩුවීමයි.

X-කිරණ නිපදවීම

වාතය සම්පූර්ණයෙන් ම පාහේ ඉවත් කරන ලද විසර්ජක නළයක් මුල දී X-කිරණ නළයක් වශයෙන් යොදාගන්නා ලදි (2 රූප සටහන). විසර්ජක නළය තුළ පීඩනය රසදිය මිලිමීටර 10-2-10-3 අතර අගයක පවත්වා පාලනය කරනු ලැබේ. මෙම නළය තුළ ඉලෙක්ට්‍රෝන නිපදවනු ලබන්නේ ඝන ඇලුමිනියම් කැතෝඩයක් මගිනි. අඩු පීඩනය යටතේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ අතර ඇති කරනු ලබන ඉහළ විද්‍යුත් විභවය නිසා නිපැදවෙන ධන කිරණ ඇලුමිනියම් කැතෝඩය මත පතිතවීමෙන් කැතෝඩ කිරණ නමින් හඳුන්වනු ලබන ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවක් ලැබේ. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව ප්‍රතිකැතෝඩය මත පතිත වීමෙන් X-කිරණ නිපැදේ. ප්‍රතිකැතෝඩය යනු ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව පතිතවීම සඳහා, විසර්ජක නළයේ ඇනෝඩය මත තබා ඇති ද්‍රව්‍යයයි. ඇලුමිනියම් කැතෝඩයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන මුක්ත කිරීම සඳහා මූලිකව ක්‍රියාකරන ධන කිරණ නොකඩවා ඇති කිරීම සඳහා නළය තුළ ඉතා අල්ප ප්‍රමාණයක් වායුව තිබිය යුතු වේ. නළය මෘදු කිරීමෙන් සෑහෙන පමණ වායුව නළය තුළට ඇතුළුවීමට හැකිවන පරිදි මෙවැනි නළයන්හි පුනර්වර්ධන උපක්‍රම (regenerating devices) යොදාගනු ලැබේ.

නවීන X-කිරණ නළයන්හි ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයක් නිපැදවීම සඳහා ඝන ඇලුමිනියම් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය වෙනුවට රත් සූත්‍රිකාවක් උපයෝගී කර ගනු ලැබේ. බොහෝවිට මෙම සූත්‍රිකාව ටංස්ටන්වලින් නිමවා තිබේ. ඉලෙක්ට්‍රෝනික නළයක (බ.) මෙන්, වැඩිපුර ඉලෙක්ට්‍රෝඩ යෙදීමෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවේ වේගය වෙනස් කළ හැකිය. මෙවැනි නළයක් තුළ පීඩනය රසදිය මිලිමීටර 10-6ක් පමණ වේ. සූත්‍රිකාව තුළින් ගලායන ධාරාව පාලනය කිරීමෙන් X-කිරණවල තීව්‍රතාව පාලනය කිරීමට හැකිවීම මෙහි ඇති තවත් වාසියකි.

ප්‍රායෝගිකව යෙදිය හැකි ආකාරයේ මෙවැනි නළයක් 1913 දී ඩබ්ලිව්.ඩී. කූලිජ් (Coolidge) විසින් පළමු වරට නිපදවන ලදි (3 රූප සටහන). කාර්මිකයන් X-කිරණවලින් ආරක්ෂා කිරීම සඳහා මෙවැනි නළ බාහිරව ආවරණය කිරීමට දැරිය යුතු වියදම අඩු කිරීම පිණිස පසු කලෙක නෙදර්ලන්තයේ අයින්ට්හෝවන්හි (Eindhoven) පිලිප්ස් පරීක්ෂණාගාරය මගින් විශේෂ X-කිරණ නළයක් නිපදවන ලදි. මෙටැලික්ස් (metalix) නළය යනුවෙන් මෙය හඳුන්වනු ලැබේ (4 රූප සටහන). මෙම නළයෙහි ඇති කුඩා විවරයක් තුළින් පමණක් X-කිරණ පිටතට විහිදේ.

ප්‍රතිකැතෝඩය මත පතිත වන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයේ ශක්තියෙන් 99%ක් ම තාපය වශයෙන් ඉවත් වේ. X-කිරණ නළ සැකසුම් කිරීමේ දී මෙම තාපය ඉවත් කිරීම පිණිස විශේෂ සැලකිල්ලක් දැක්විය යුතුය. තෙල් හෝ ජලධාරාවක් මගින් ප්‍රතිකැතෝඩය හා ඒ අවට සිසිල් කිරීම මේ සඳහා බහුලව යෙදෙන ක්‍රමයයි.

X-කිරණ නළයක් ක්‍රියාකරවීමට අවශ්‍ය අතිශක්ම (high tension) විදුලිය සෘජුකාරක කපාට හා පරිනාමක පරිපථයක් උපයෝගී කොට නිපදවා ගනු ලැබේ. අතිශක්ම වෝල්ටීයතාව වැඩි කිරීමෙන් X-කිරණවල විනිවිදයාමේ ශක්තිය ද වැඩි වේ. X-කිරණ උපයෝගී කරගනු ලබන කාර්යයට සරිලන පරිදි, ප්‍රශස්ත විද්‍යුත් විභවයක් X-කිරණ නළවල යොදාගනු ලැබේ. වෛද්‍ය විද්‍යාවේ දී යොදාගනු ලබන X-කිරණ නළයන්හි කිලෝවෝල්ට් 45-85 දක්වා වූ ද, අනවරත වර්ණාවලියක් ලබාගැනීම සඳහා කිලෝවෝල්ට් 27ක් පමණ වූ ද විද්‍යුත් විභවයක් උපයෝගී කරගැනීම මීට නිදසුනි. විශේෂ අවශ්‍යතා හා පරීක්ෂණ කටයුතු විෂයෙහි අවශ්‍ය X-කිරණ ලබාගැනීම සඳහා කිලෝවෝල්ට් 2000ක පමණ විද්‍යුත් විභවයක් යෙදිය හැකි විශේෂ X-කිරණ නළ ද නිපදවා තිබේ.

X-කිරණ උපකරණ භාවිතයේ දී දෙයාකාරයකින් අනතුරු සිදුවිය හැකිය. X-කිරණවලට භාජන වීමෙන් ශාරීරික වශයෙන් ඇති වන පීඩාය, X-කිරණ නළ ක්‍රියාකරවීම සඳහා යොදාගනු ලබන අතිශක්ම විද්‍යුතය නිසා ඇති විය හැකි අනතුරුය යනුවෙනි. එහෙයින් නියම වශයෙන් ම ඒ සඳහා පුහුණුවූවන් හැර අන් අය X-කිරණ උපකරණ ක්‍රියාකරවීම අන්තරායදායකය.

X-කිරණ වර්ණාවලිය

ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවක් ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යය මත පතිතවීමේ දී දෙයාකාරයක X-කිරණ නිපැදෙයි. මින් පළමු වර්ගය සන්තති වර්ණාවලියක් ගෙන දෙන X-කිරණයි. දෙවන වර්ගය ලාක්ෂණික රේඛා වර්ණාවලියක් ගෙන දෙන X-කිරණයි. විද්‍යුත් චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් විෂයෙහි මූලික නියමය අනුව විද්‍යුත් ආරෝපණයක් ත්වරණයකට හෝ මන්දනයකට භාජනය වූ විට එම ආරෝපණය මගින් විද්‍යුත් චුම්බක කිරණ වශයෙන් ශක්තිය විකිරණය කරයි. ඉතා වේගයෙන් ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවක් ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවල න්‍යෂ්ටීන්ට ආසන්න වන විට යෙදෙන බලය නිසා එම ඉලෙක්ට්‍රෝනවල වේගය අඩු වේ. වේගයෙහි මෙම අඩුවීම හේතු කොටගෙන ඉහත දැක්වූ මූලික නියමය අනුව විද්‍යුත් චුම්බක කිරණ වශයෙන් ඉවත් වන ශක්තියෙන් X-කිරණ ලැබේ. X-කිරණවල සන්තති වර්ණාවලිය ලැබෙන්නේ මේ හේතුකොටගෙනය. X-කිරණවල ශක්තියෙන් බහුතර ප්‍රමාණය අන්තර්ගත වී ඇත්තේ මේ සන්තති වර්ණාවලිය ගෙනදෙන X-කිරණවලය. ඉහළ අනුක භාරයක් ඇති ද්‍රව්‍යයකින් නිමැවුණු ඉලක්කවලින් වඩා කාර්යක්ෂමව මෙම වර්ගයේ X-කිරණ ලැබේ.

X-කිරණ මගින් ලැබෙන සන්තති වර්ණාවලියෙහි ඉහළ සීමාව දක්වන සංඛ්‍යාතයක් තිබේ. මෙම සංඛ්‍යාතයට වඩා වැඩි සංඛ්‍යාතයක් සහිත X-කිරණවලින් සන්තති වර්ණ වලියක් නොලැබේ. X-කිරණ නළය ක්‍රියා කරවීම සඳහා යොදනු ලබන අතිශක්ම විද්‍යුත්විභවය V නම් ද, ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ ආරෝපණය e නම් ද, පතිත වන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයේ ශක්තිය eVවලින් ලැබේ. ප්‍රතිකැතෝඩයෙහි ඇති ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යය මත ඒකාකාර ශක්ති ප්‍රමාණයක් විහිදුවමින් නොකඩවා මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව පතිතවීම නිසා, විමෝචනය කරන X-කිරණවල උපරිම සංඛ්‍යාතයෙහි v උපරිම අගය hv උපරිම = eV යන සම්බන්ධතාවෙන් ලැබේ. 1915 දී පමණ ඩී.ඇල්. වෙබ්ස්ටර් විසින් සොයාගනු ලැබූ මෙම සම්බන්ධතාව ඩ්‍යුඒන්-හන්ට් (Duane-Hunt) නියමය යනුවෙන් හැඳින්වේ. h/eවල අගය නිවැරදිව සොයාගැනීම සඳහා මේ නියමය උපයෝගී කරගනු ලැබේ. මධ්‍යම ප්‍රමාණයේ විද්‍යුත් විභවයන් සඳහා සන්තති වර්ණාවලියක් ගෙනදෙන X-කිරණ පතන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයේ දිසාවට ලම්බකව ගමන් කරයි. එහෙත් ඉහළ විද්‍යුත් විභවයන් සඳහා මෙම X-කිරණ විහිදුවන දිසාව පතන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයට ආනතව පිහිටයි.

අධික වේගයෙන් ගමන් කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බයේ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ශක්තිය ඉතා ඉහළ නම් ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවල අභ්‍යන්තර කවචයන්හි ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන පලවා හැරීමට ද මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්බය සමත් වේ. මෙහි දී පරමාණුවල අභ්‍යන්තර කවචවල ඇති වන අඩුව පුරවාලීම සඳහා බාහිර කවචවලින් අභ්‍යන්තර කවචවලට ඉලෙක්ට්‍රෝන මාරුවීමේ දී ඉවත් වන ශක්තිය නිසා X-කිරණ ලැබේ. මේවා ලාක්ෂණික රේඛා වර්ණාවලියක් ගෙන දෙන X-කිරණයි.

ප්‍රකාශ වර්ණාවලිය හා X-කිරණ වර්ණාවලිය

පරමාණුවක එක් ස්ථායී අවස්ථාවක සිට තවත් ස්ථායී අවස්ථාවකට ඉලෙක්ට්‍රෝන පැනීම හේතු කොටගෙන විහිදුවන විද්‍යුත් චුම්බක විකිරණ නිසා ලාක්ෂණික වර්ණාවලී රේඛා ලැබේ. ප්‍රකාශ රේඛා (optical lines) ඇතිවීමේ දී පරමාණුවක බාහිර කවචයේ වූ ඉලෙක්ට්‍රෝන බාහිරව ලැබෙන ශක්තිය හේතුකොටගෙන උද්දීපනය වීමෙන් එක් ස්ථායී අවස්ථාවක සිට තවත් ස්ථායී අවස්ථාවකට පනී. ඉන්පසු මෙම අවස්ථාවේ සිට පළමු අවස්ථාවට ඉලෙක්ට්‍රෝන නැවත වැටීම නිසා විකිරණ කිරණ නිකුත් වේ. පළමු ස්ථායී අවස්ථාවේ ශක්තිය W2 ද, ඉලෙක්ට්‍රෝනය උද්දීපනය වීමෙන් පනින ලද ස්ථායී අවස්ථාවේ ශක්තිය W1ද නම් ආපසු පැනීමේ දී නිකුත් වන විකිරණයේ සංඛ්‍යාතය W1-W2 = hv යන සම්බන්ධතාවෙන් ලැබේ. එහෙත් X-කිරණ විෂයෙහි බලන කල බාහිරව යොදන ලද ශක්තිය හේතුකොටගෙන පරමාණුවක අභ්‍යන්තර කවචයක ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සම්පූර්ණයෙන් ම පරමාණුවෙන් ඉවතට පන්නා දැමීම හේතුකොටගෙන අභ්‍යන්තර කවචයක ඇති වන අඩුව පුරවාලීම සඳහා බාහිර කවචවල ස්ථායී අවස්ථාවන්හි ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන පැනීම හේතුකොටගෙන නිකුත් වන විකිරණ නිසා ලාක්ෂණික X-කිරණ වර්ණාවලිය ලැබේ. බාහිර කවචයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සහභාගීවීමට ප්‍රථම මෙම අඩුව පුරවාලීමේ ක්‍රියාවලිය පියවර කිහිපයකින් සිදුවිය හැකිය. අවසානයේ යම් බාහිර ප්‍රභවයකින් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් අහුලා ගැනීමෙන් පසු පරමාණුව නැවත සාමාන්‍ය තත්වයට පත් වේ. මෙම ක්‍රියාවලියේ දී නිකුත් වූ විකිරණයේ වර්ණාවලී රේඛාවල සංඛ්‍යාතය නිර්ණය කරනු ලබන්නේ W1-V2=hv ආකාරයේ ම සම්බන්ධතාවකිනි. මෙසේ ලැබෙන වර්ණාවලියෙහි දක්නට ලැබෙන ඉතා ම ඉහළ ශක්තියක් ඇති රේඛාව - එනම් ඉහළ සංඛ්‍යාතයක් ඇති රේඛාව - අනුරූප වන්නේ බාහිර කවච අතුරෙන් පිටතින් ම ඇති කවචයක සිට පනින ලද ඉලෙක්ට්‍රෝන හේතුකොටගෙනය. පළමු ඉලෙක්ට්‍රෝනය ඉවත් වූ කවචයට පිටතින් ම ඇති කවචවල සිට පැමිණි ඉලෙක්ට්‍රෝන හේතුකොටගෙන ඇති වන වර්ණාවලී රේඛා සියල්ල හඳුන්වනු ලබන්නේ එම පළමු කවචය හඳුන්වනු ලබන ආකාරයෙනි. නිදසුනක් වශයෙන්, මුලින් ම K කවචයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පරමාණුවෙන් පිටතට පැනීම නිසා L, M, N ආදි කවචවලින් එම අඩුව පුරවාලීම සඳහා පනින ලද ඉලෙක්ට්‍රෝනවලින් නිකුත් කරනු ලබන විකිරණ හේතුකොට ගෙන සෑදුණු වර්ණාවලී රේඛා පද්ධතිය හඳුන්වනු ලබන්නේ K ශ්‍රේණියේ රේඛා වශයෙනි. ප්‍රකාශ වර්ණාවලියෙහි මීට හාත්පසින් ම විරුද්ධ වූ ආකාරයට වර්ණාවලීන්හි ඇති රේඛා ශ්‍රේණි හඳුන්වනු ලැබේ (වර්ණාවලිය බ.) එනම් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් එහි මූලික අවස්ථාවට යම් ස්ථායී අවස්ථාවක සිට ආපසු පැමිණියේ ද එම ස්ථායී අවස්ථාවට අනුරූපව මෙහි දී රේඛා ශ්‍රේණිය හඳුන්වනු ලැබේ. K කවචයේ සිට L කවචයට පනින ලද ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ආපසු K කවචයට පැනීමේ දී ඇති වන වර්ණාවලී රේඛා ශ්‍රේණිය හඳුන්වනු ලබන්නේ L ශ්‍රේණිය යනුවෙනි. මෙම ගුණයෙන් X-කිරණ රේඛාවර්ණාවලිය හා ප්‍රකාශ වර්ණාවලිය එකිනෙකට වෙනස් වේ.

තරංග ආයාමය හා වර්ණාවලිය

දික් සිදුරක් තුළින් ගමන් කිරීමේ දී ඇති වන ආකාරයේ විවර්තන වාටි මගින් දෘශ්‍ය ආලෝකයේ තරංග ආයාමය සොයාගන්නාක් මෙන් X-කිරණ ද විවර්තනය කිරීමෙන් තරංග ආයාමය සෙවීමට පුළුවන් විය යුතු බව විද්‍යාඥයන් මුල දී ම වටහාගෙන තිබිණි. එහෙත් X-කිරණවල ඉතා කුඩා තරංග ආයාමය නිසා මෙය මහත් අපහසු කාරියක් විය. කෙසේ නමුදු 1912 දී ඒ. සොමර්ෆෙල්ඩ් විසින් මේ ආකාරයේ විවර්තනය කිරීමකින් X-කිරණවල තරංග ආයාමය සෙන්ටිමීටර් 0.4×10-8ක් පමණ වන බව සොයාගන්නා ලදි.

වඩා නිවැරදිව X-කිරණවල තරංග ආයාමය නිර්ණය කිරීම සඳහා ආශාවක් දැක්වූ විද්‍යාඥයන් අතර මැක්ස් ෆොන් ලව්ව (von Laue) ද විය. දෘශ්‍ය ආලෝකය සඳහා විවර්තන වාටි ලබාගැනීමට යොදනු ලබන විවර්තන ග්‍රේටිමක රේඛා අතර දුර මිලිමීටරයකින් 1/1000ක් පමණ වන හෙයින් එවැනි ග්‍රේටිමක් උපයෝගී කොට X-කිරණ විවර්තනය කිරීමට නොහැකි බව ද, රේඛා අතර දුර සෙමී. 10-8ක් තරම් වන සියුම් විවර්තන ග්‍රේටිමක් මේ සඳහා අවශ්‍ය බව ද මොහු වටහාගෙන තිබිණි. මෙවැනි සියුම් විවර්තන ග්‍රේටිමක් කෘත්‍රිමව තනාගැනීම අපහසු කාරියකි.

පරමාණු දැලිසක් තුළින් ආලෝකය ගමන් කිරීම පිළිබඳව පී.පී. ඒවාල්ට් (Ewald) විසින් කරනු ලබන පරීක්ෂණ පිළිබඳව ඇසූ ෆොන් ලව්ව X-කිරණ විවර්තනය කිරීම සඳහා අවශ්‍ය විවර්තන ග්‍රේටිම ස්වභාව ධර්මයා විසින් ම සපයා දී ඇති බව වටහා ගන්නා ලදි. සාමාන්‍ය ස්ඵටිකයක ඇති පරමාණු ඒකාකාර ව්‍යූහයකින් යුතු පරමාණු දැලිසකින් සමන්විත වේ. මෙම පරමාණු අතර දුර සෙමි. 10-8ක් පමණ වේ. එහෙයින් X-කිරණ විවර්තනය කිරීම සඳහා අවශ්‍ය විවර්තන ග්‍රේටිම වශයෙන් ස්ඵටික උපයෝගී කරගත හැකිය.

X-කිරණවල තරංග ආයාමය සෙවීම සඳහා වර්ණාවලීමාන පරීක්ෂණ උපයෝගී කරගැනීම බ්රැග් (Bragg) මූලධර්මය මත රඳා පවතී (5 රූප සටහන). X-කිරණයක තරංග ආයාමය λ ද පතන කිරණය ස්ඵටිකයේ තලය සමග සාදන කෝණය θ ද ස්ඵටිකයේ පරමාණු තල දෙකක් අතර දුර d ද නම් nλ = 2d සයින් θ වූ සම්බන්ධතාව බ්රැග්ගේ නියමයෙන් පැවසේ. n යනු පූර්ණ සංඛ්‍යාවකි.

X-කිරණ කදම්බයක් වර්ණාවලීක්ෂ විශ්ලේෂණයට භාජනය කිරීම සඳහා සකස් කරන ආකාරය 6 රූප සටහනේ දැක්වේ. ස්ඵටිකය මත පතිත වන X-කිරණ බ්රැග්ගේ නියමයට අනුකූලව පරාවර්තනය වේ. ස්ඵටිකයේ තලය සමග පතන X-කිරණය සාදන සීමාගත කෝණ ѱ1 හා ѱ2 මගින් හඳුන්වන ලද නම් ඒවාට අනුරූප තරංග ආයාම λ1 හා λ2 සඳහා බ්රැග්ගේ නියමය යෙදීමෙන් nλ1=2d සයින් ѱ1, nλ2=2d සයින් ѱ2 ලැබේ. මේ නිසා λ1 හා λ2 අතර පිහිටන තරංග ආයාම සියල්ල වර්ණාවලියට ඇතුළත් වේ. පරාවර්තනය වූ X-කිරණවලට ඡායාරූප තහඩුවක් නිරාවරණය කිරීමෙන් වර්ණාවලිය ඡායාරූප ගත කළ හැකිය. X-කිරණ තරංග ආයාම පරාසයේ විවිධ කොටස්, ස්ඵටිකය හැරවීමෙන් ඡායාරූප ගත කළ හැකි වේ. ඡායාරූපයෙහි පිහිටි, අගය දන්නා වර්ණාවලී රේඛාවක පිහිටීම අනුව අනෙක් තරංග ආයාම ගණනය කළ හැකිය.

දෙන ලද ද්‍රව්‍යයක X-කිරණ වර්ණාවලිය උද්දීපනය කිරීම දෙයාකාරයකින් කළ හැකිය. එක් ක්‍රමයක දී ද්‍රව්‍යයේ කුඩා කැබැල්ලක් X-කිරණ නළයක ප්‍රතිකැතෝඩය මත තබා ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාව ඒ මත පතිත වීමට සලස්වනු ලැබේ. මෙවැනි පරීක්ෂණ සඳහා උපයෝගී කරගනු ලබන X-කිරණ නළවල ප්‍රතිකැතෝඩය ගලවා වෙන්කර ගත හැකි අයුරු විශේෂ සන්ධියකින් නිමකොට තිබේ. අනෙක් ක්‍රමයේ දී වේගවත් X-කිරණ කදම්බයක් ද්‍රව්‍යය මත පතිත වීමට සලස්වනු ලැබේ. මෙහි දී ද්‍රව්‍යය මගින් නිපැදවෙන ද්විතීයික X-කිරණ, ස්ඵටික තලයක් මගින් පරාවර්තනය කිරීමෙන් වර්ණාවලිය නිපදවා ගනු ලැබේ.

අභිමත ද්‍රව්‍යයෙන් නිකුත් වන X-කිරණවල විමෝචන වර්ණාවලිය දෙවර්ගයක විකිරණවලින් සමන්විත වේ. එක් වර්ගයක විකිරණ තරංග ආයාම පරාසයක් සඳහා ඒකාකාර ව්‍යාප්තියකින් යුක්ත වේ. ගුණාත්මකව බලන කල්හි මෙම කොටස X-කිරණ විහිදුවන ද්‍රව්‍යයේ ගුණ මත රඳා නොපවතී. විකිරණයේ ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් අන්තර්ගත වන මෙම විකිරණ වෛද්‍ය විද්‍යාවේ දී ද වෙනත් X-කිරණ ප්‍රයෝජන රාශියක් සඳහා ද යොදා ගනු ලැබේ. අනෙක් වර්ගයේ විකිරණ වූකලි පළමු විකිරණ මත අතිච්ඡාදනය (overlap) වන ඒකවර්ණ කිරණ කිහිපයකින් යුක්ත වේ (7 රූප සටහන). රේඛාවර්ණාවලිය ලැබෙන්නේ මෙම කිරණ හේතුකොටගෙනය. මෙය, විකිරණ විහිදුවන ද්‍රව්‍යයට ලාක්ෂණික වූවකි. බාර්ක්ලා (Barkla) ගේ K හා L විකිරණ සමග අනුරූප වන මේවා ඒකවර්ණ වර්ණාවලී රේඛා සමූහයකින් සමන්විත වේ.

X-කිරණ උපයෝගී කොට විමෝචන වර්ණාවලියට අමතරව අවශෝෂණ වර්ණාවලියක් ද ලබා ගත හැකිය. අවශෝෂණ වර්ණාවලිය ලබාගැනීමට අවශ්‍ය ද්‍රව්‍යයේ තුනී තහඩුවක් තුළින් X-කිරණ විනිවිද යෑමට හැරීමෙන් පසු ඡායාරූපගත කිරීමෙන් අවශෝෂණ වර්ණාවලිය ලැබේ. මෙම වර්ණාවලියෙහි ඒකාකාර අඳුර මැඩගෙන, අවශෝෂණ කලාප විද්‍යමාන වේ. මෙම අවශෝෂණ කලාපයන්හි තරංග ආයාමය අවශෝෂණය සඳහා යොදාගන්නා ලද ද්‍රව්‍යයේ රේඛීය වර්ණාවලියට අනුරූප වන තරංග ආයාම හා සම වේ. අවශෝෂණ වර්ණාවලියක් පළමු වරට ලබාගන්නා ලද්දේ ඩියුක් මොරිස් ද බ්‍රෝග්ලි (de Broglie) විසිනි.

මූලද්‍රව්‍යයන්හි පරමාණුවල ඉලෙක්ට්‍රෝන ව්‍යූහය හා සම්බන්ධ වැදගත් කරුණු රාශියක් X-කිරණ වර්ණාවලිය උපයෝගී කොට ලබාගත හැකිය. බෝර්-රදෆර්ඩ් (Bohr-Rutherford) කල්පිතයට අනුව ධන ආරෝපිත කුඩා න්‍යෂ්ටියකින් ද, ඒ වටා භ්‍රමණය වන ඉලෙක්ට්‍රෝනවලින් ද, පරමාණුවක් සමන්විත වේ. න්‍යෂ්ටියට සාපේක්ෂව විවිධ ශක්ති මට්ටම්වල පිහිටි කවචයන්හි මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය වේ. න්‍යෂ්ටිය අසල පිහිටි කවචවලට වඩා න්‍යෂ්ටියෙන් ඈත පිහිටි කවච ශක්තියෙන් වැඩිය. X-කිරණ වර්ණාවලියෙහි K, L, M යනාදි වශයෙන් ප්‍රබල රේඛා වර්ණාවලියක් ලැබීමෙන් න්‍යෂ්ටිය හාත්පසින් විවිධ ශක්ති මට්ටම්වල පිහිටි ඉලෙක්ට්‍රෝන කවච පිළිබඳ සංකල්පය තහවුරු වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝනය කවච නැවතත් උපකවචවලට බෙදී ඇති බව වර්ණාවලියෙහි සමූහ කලාප ලැබීමෙන් ද, වර්ණාවලී රේඛා සමූහ වශයෙන් පිහිටීමෙන් ද පෙනී යයි. සියලු ම මූලද්‍රව්‍යවල X-කිරණ වර්ණාවලී එකිනෙකට බොහෝ සෙයින් සමානකම් දැක්වීම ද, පරමාණුක භාරය වැඩි වන විට අඩු තරංග ආයාමයක් ඇති දෙසට වර්ණාවලිය විහිදී යාම ද වැනි කරුණුවලින් මූලද්‍රව්‍ය සියල්ලේ ම ඉලෙක්ට්‍රෝන ව්‍යූහ බොහෝ සෙයින් එක හා සමාන බව පැහැදිලි කෙරේ.

පදාර්ථ මත X-කිරණ ඇති කරන අන්‍යෝන්‍ය ක්‍රියාව

තහඩුවක් මත X-කිරණ කදම්බයක් පතිත වූ විට ඉන් කොටසක් තහඩුව උරාගනී. තවත් කොටසක් ප්‍රකිරණය වේ. තවත් කොටසක් තහඩුව විනිවිදගෙන පළමු ගමන් මාර්ගය ඔස්සේ ම ගමන් කරයි. මේ නිසා තහඩුව විනිවිද යාමේ දී පතන කිරණයේ තීව්‍රතාව අඩු වේ. තහඩුව මත පතිත වීමට ප්‍රථම X-කිරණවල තීව්‍රතාව Io ද, විනිවිද ගමන් කරන X-කිරණවල තීව්‍රතාව I ද නම්, තීව්‍රතා අතර සම්බන්ධතාව I = Ioe-µt වලින් ලැබේ. t යනු තහඩුවේ ඝනකමයි. µ යනු ද්‍රව්‍යයේ රේඛීය අවශෝෂණ සංගුණකය නමින් හඳුන්වනු ලබන නියතයකි. X-කිරණ අවශෝෂණය පිළිබඳව වඩා වැදගත් වන්නේ රේඛීය අවශෝෂණ සංගුණකය හා ද්‍රව්‍යයේ ඝනත්වය (p) අතර අනුපාතය මගින් දැක්වෙන සංගුණකයයි. මෙය ස්කන්ධ අවශෝෂණ සංගුණකය µm නමින් හඳුන්වනු ලැබේ. µm=µ/p.

ඒකවර්ණ X-කිරණ කදම්බයක තරංග ආයාමයට (λ) විරුද්ධව, දෙන ලද අවශෝෂණ ආවරකයක ස්කන්ධ අවශෝෂණ සංගුණකය (µm) ප්‍රස්තාර ගත කළ කල්හි එම ද්‍රව්‍යයට ම විශේෂ වූ නිශ්චිත තරංග ආයාම සඳහා අසන්තත වන ප්‍රස්තාරයක් ලැබේ (8 රූප සටහන). තරංග ආයාමය λK වූ පළමු අසන්තත අවස්ථාව අනුරූප වන්නේ ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවලින් K ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත් කිරීමට තරම් ශක්තියක් පතිත වන X-කිරණවලට ඇති විටයි. පතිත වන X-කිරණ මගින් ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවලින් L ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත් කිරීමට තරම් ශක්ති සම්පන්න වූ විට ඊ ළඟ අසන්තති අවස්ථාව ලැබේ. මෙවැනි අසන්තති අවස්ථාවක් පසු කරන විට ම ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවලින් ශීඝ්‍රයෙන් X-කිරණ අවශෝෂණය කරනු ලැබේ. මීට හේතු වන්නේ ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන රාශියක් එකවර මුක්තවීම නිසා ඒ සඳහා අවශ්‍ය ශක්තිය X-කිරණ කදම්බයෙන් ලබාගැනීමයි. පරමාණුවක ව්‍යූහය පිළිබඳව ප්‍රචලිත සංකල්පය සනාථ කිරීමෙහි ලා මෙය උපයෝගී වේ.

ද්‍රව්‍යයක් මගින් දෙයාකාරයකින් X-කිරණ ප්‍රකිරණය කරනු ලැබේ. පළමු ආකාරයේ දී X-කිරණවල තරංග ආයාමයේ වෙනසක් ඇති නොවේ. දෙවැනි ආකාරයේ දී X-කිරණවල තරංග ආයාමයේ වෙනස්වීමක් ඇති වේ. මේ දෙයාකාරයේ ම ප්‍රකිරණය සඳහා මූලිකව ක්‍රියා කරන්නේ එම ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුවල ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනයි. පරමාණුවක ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනවල අනුගම්‍ය බලය (binding force) අධික වන විට ප්‍රකිරණය වන X-කිරණයන්හි තරංග ආයාමය වෙනස් නොවේ. එනම් පතන X-කිරණවල තරංග ආයාමය ප්‍රකිරණය නිසා වෙනස් නොවේ. එහි දී වන්නේ පතන X-කිරණවල දිසාව වෙනස් වීම පමණි. පරමාණුවලින් ඉවතට ඉලෙක්ට්‍රෝන පැන්නීමක් හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන ව්‍යූහයට බාධා කිරීමක් හෝ මෙයින් සිදු නොවේ. පරමාණුවක් මගින් උරා ගනු ලබන X-කිරණවල ශක්තිය නැවත වරක් එම ප්‍රමාණයෙන් ම විකිරණය කෙරේ.

X-කිරණවල ප්‍රකිරණය කරන ද්‍රව්‍ය ස්ඵටික රූප නම් හෝ එම ද්‍රව්‍යයේ පරමාණු අතර ඒකාකාර ව්‍යූහයක් ඇත් නම් හෝ මෙලෙස ප්‍රකිරණය වන X-කිරණ නිරෝධනය (interference) වීමෙන් යම් නිශ්චිත ආකාරයක රටාවක් ගෙන දේ. මෙම රටාව ඡායාරූපයට නැඟීමට පිළිවන. පළමු X-කිරණ කදම්බය පතිත වූ ස්ථානයට සමමිතිකව පිහිටි වළලුවලින්, තිත්වලින් හෝ රේඛාවලින් මේ රටාව සමන්විත වේ. මෙම රටාව උපයෝගී කොට ප්‍රකිරණය සඳහා යොදන ලද ද්‍රව්‍යයේ පරමාණු සැකසී ඇති ආකාරය, පරමාණුවල කම්පනය, පරමාණු අතර ඇති බන්ධනවල ස්වභාව හා පරමාණු අතර ඇති දුර වැනි ඉතා වැදගත් කරුණු රාශියක් අධ්‍යයනය කළ හැකිය. මෙය කාර්මික විද්‍යාවෙහි ලා බොහෝ ප්‍රායෝගික ප්‍රයෝජන ලබාගත හැකි සංසිද්ධියකි.

පරමාණුවක ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝනවල අනුගම්‍ය බලය අඩු විට, X-කිරණ පතිත වීම නිසා එම ඉලෙක්ට්‍රෝන පරමාණුවලින් පලවා හැරිය හැකිය. මෙලෙස පලවා හරිනු ලබන ඉලෙක්ට්‍රෝන නැවතත් ද්‍රව්‍යයේ පරමාණු මත ගැටීමෙන් ද්විතීයික X-කිරණ නිකුත් කෙරේ. මේවා ඉලක්කගත ද්‍රව්‍යයට විශේෂ වූ ඒවායි. මෙම කිරණවල ශක්තිය පළමු කිරණවල ශක්තියට වඩා අඩුය. තරංග ආයාමයෙන් වැඩිය.

අවශෝෂණය කරනු ලබන X-කිරණවල ශක්තියෙන් කොටසක් පරමාණුවල කම්පනය වැඩි කිරීම සඳහා වැය වේ. එනම්, ද්‍රව්‍යය රත් කිරීම සඳහා යෙදේ. තවත් කොටසක් පරමාණු අයනීකරණය කිරීමෙන් ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝන නිපැදවීම සඳහා වැය වේ. මෙහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන් අයනීකරණය වීම සිදු වී සන්නායකතාව වර්ධනය වේ.

ඕනෑ ම මූල ද්‍රව්‍යයක් ඒ මූල ද්‍රව්‍යයේ K ශ්‍රේණියේ X-කිරණ සඳහා පාරදෘශ්‍යය. එහෙත් එම මූල ද්‍රව්‍යයේ පරමාණුක ක්‍රමාංකය Z නම් Z+2 හා Z+3 පරමාණුක ක්‍රමාංක ඇති මූලද්‍රව්‍යවල K ශ්‍රේණියේ කිරණ අවශෝෂණය වෙයි. තීව්‍රතාව සෑහෙන ප්‍රමාණයකින් අඩු නොවී ඒකවර්ණ X-කිරණ ලබාගැනීම සඳහා මෙම ගුණය යොදා ගනු ලැබේ. X-කිරණ විෂයෙහි ද්‍රව්‍යවල එකිනෙකට වෙනස් අවශෝෂණ බලය කාර්මික විද්‍යාවේ දී හා වෛද්‍ය විද්‍යාවේ දී බහුලව යොදා ගනු ලබන සාධකයකි. පුරාවිද්‍යාවේ දී ඇසින් පැහැදිලි ලෙස බලාගැනීමට නොහැකි හා මල බැඳී ඇති ද්‍රව්‍යවල යථාතත්වය පැහැදිලි කර ගැනීමට ද පැරණි බිතුසිතුවම් මත කරන ලද සංස්කරණ කටයුතු අඳුනාගැනීමට ද ලෝහ විද්‍යාවේ දී ලෝහ මිශ්‍රණ පිළිබඳ අධ්‍යයනය සඳහා ද යනාදි නොයෙක් කටයුතු සඳහා මෙම ගුණය උපයෝගී කරගනු ලැබේ.

X-කිරණවල තීව්‍රතාව මැනීම

X-කිරණ කදම්බයක තීව්‍රතාව මැනීම සඳහා ර’න්ට්ගන් නමින් හඳුන්වනු ලබන ඒකකය යොදාගනු ලැබේ. 1928 දී පවත්වන්නට යෙදුණ දෙවන ජාත්‍යන්තර විකිරණවේද (radiology) සම්මේලනයේ දී සම්මත කර ගන්නා ලද පරිදි සෙ.0ºහි දී රසදිය මිලිමීටර 760ක පීඩනයක් යටතේ ඇති වාතය ඝන සෙන්ටිමීටර එකක් මත පතිත වන X-කිරණ මගින්, ස්ථිති විද්‍යුත් ඒකක එකක විද්‍යුතය එක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක සිට අනෙක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට ගලා යෑමට සලස්වන්නේ නම් එම පතිත X-කිරණ කදම්බයේ තීව්‍රතාව ර'න්ට්ගන් එකකි. අයනීකරණය වීමේ දී ලැබෙන ද්විතීය ඉලෙක්ට්‍රෝන සියල්ල ම ධාරාව ගෙනයාම සඳහා සහභාගි වන්නේ යයි මෙහි දී සලකනු ලැබේ. X-කිරණවල සාපේක්ෂ තීව්‍රතාව ඡායාරූප පිටපත් උපයෝගී කොට සොයාගැනීම රඳා පවතින්නේ බන්සන්ගේ අන්‍යෝන්‍යතා නියමය (Bunsen's Reciprocity Law) මතය. මෙම නියමය අනුව ඡායාරූප පටකයක් කළු වීමේ ප්‍රමාණය කාලය මත හා X-කිරණවල තීව්‍රතාව මත රඳා පවතී. ඡායාරූප පටකයේ නිරාවරණ කාලය අඩු කිරීම පිණිස තීව්‍රකාරකයක් වශයෙන් ප්‍රතිදීපන කඩතිරයක් උපයෝගී කරගනු ලබන අවස්ථාවල දී මෙම නියමය යෙදිය නොහැකිය. ගයිගර්-මුලර් ගණකයක් උපයෝගී කොටගෙන ද X-කිරණයක තීව්‍රතාව මැනීමට පිළිවන. X-කිරණ පතිත වීමෙන් වස්තුවක උෂ්ණත්වය වැඩිවීම, ඝන ද්‍රව්‍ය X-කිරණවලට නිරාවරණය කිරීමේ දී ඝන ද්‍රව්‍යයේ සන්නායකතාව වැඩිවීම, ප්‍රති දීප්තිය, X-කිරණ මගින් ඇති කළ හැකි ජෛවීය හා රසායනික ප්‍රතික්‍රියා යනාදිය ද උපයෝගී කොට දළ වශයෙන් X-කිරණ කදම්බයක තීව්‍රතාව මැනගැනීමට පුළුවන.

රසායනික හා ජෛවීය ප්‍රතික්‍රියා

ද්‍රව්‍යවල පරමාණු අයනීකරණය කිරීමට X-කිරණවලට ඇති හැකියාව මත X-කිරණවල ජෛවීය හා රසායනික ප්‍රතික්‍රියා සියල්ල ම පාහේ රඳා පවතී. පරමාණු මත X-කිරණ ගැටීමේ දී නිකුත් වන ප්‍රකාශ ඉලෙක්ට්‍රෝන තව තවත් පරමාණු අයනීකරණය කිරීම නිසා ඉතා ඉක්මනින් බොහෝ පරමාණු සක්‍රිය වේ. ඡායාරූප පටකයක් මත X-කිරණ පතිතවීමේ දී ඉවත් වන ද්විතීයික ඉලෙක්ට්‍රෝන මගින් ඡායාරූප තෛලෝදවල ඇති රිදී අයන හා බ්රෝමයිඩ් අයන උදාසීන කෙරේ. ක්ලෝරොෆෝම් මත X-කිරණ පතිතවීමේ දී හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය මුක්තවීම ද මෙම ද්විතීයික ඉලෙක්ට්‍රෝනවල කාර්යය නිසා සිදුවන්නකි. ෆෝමික් අම්ලය, ඔක්සලික් අම්ලය වැනි කාබනික සංයෝගවල ද්‍රාවණයන් X-කිරණවලට නිරාවරණය කිරීමෙන් කාබන්ඩයොක්සයිඩ් හා හයිඩ්රජන් ලැබේ. ජලය මත X-කිරණ පතිතවීමෙන් හයිඩ්රජන් පෙරොක්සයිඩ් සෑදීම සහ බිඳීම යන දෙක ම සිදු වේ. ජෛවීය සෛල මත X-කිරණවල පොදු බලපෑම අනර්ථකරය. මුල දී X-කිරණ උපයෝගී කොට පරීක්ෂණ කටයුතු කළ විද්‍යාඥයන්ට චර්මරෝග වැලඳීමෙන් මේ බව මුල්වරට ප්‍රත්‍යක්ෂ විය. යීස්ට් වර්ග මත X-කිරණ ක්‍රියා කිරීමෙන් ඒවා නොනසා බිඳහෙලිය හැකිය. කුරුවීම, ශරීර ලක්ෂණයන්ගේ විකෘතවීම, ආරෙට යා හැකි වඳ බව වැනි දෑ X-කිරණවලට බොහෝසෙයින් නිරාවරණය වීමෙන් සිදු විය හැකි භයානක ආබාධ කිහිපයකි. ප්‍රජනන සෛල මත X-කිරණවල බලපෑම වඩාත් භයානක ප්‍රතිඵල ගෙන දේ.

ප්‍රයෝජන

X-කිරණ උපයෝගී කොට ගුණාත්මක හා ප්‍රමාණාත්මක විශ්ලේෂණයන්ට ද්‍රව්‍ය භාජන කිරීමට හැකිවීම මත එහි ප්‍රයෝජන රාශියක් රඳා පවතී. විමෝචන වර්ණාවලිය, අවශෝෂණ දීප්තිමිතිය හා විවර්තන රටා මුල් කොට ගත් විශ්ලේෂණ ක්‍රම අද බහුලව භාවිතා කෙරේ. විමෝචන වර්ණාවලිය උපයෝගී කොට ද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා යොදාගනු ලබන ක්‍රමය ප්‍රකාශ වර්ණාවලිය උපයෝගී කොට ද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය කිරීමේ ක්‍රමයට බොහෝ සෙයින් සමානය. මේ ක්‍රමයෙහි දී X-කිරණ උත්පාදකයකින් ලබා ගන්නා අධිතීව්‍රතාවකින් යුතු ප්‍රාථමික X-කිරණ කදම්බයක් විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා අවශ්‍ය ද්‍රව්‍යය මත පතිත වීමට හරිනු ලැබේ. ද්‍රව්‍යය මත මෙම X-කිරණ පතිතවීමෙන් නිකුත් වන ද්විතීයික X-කිරණවල තරංග ආයාමය එම ද්‍රව්‍යයේ සංඝටක මූලද්‍රව්‍ය මත රඳා පවතී. ද්විතීයික X-කිරණවලින් වර්ණාවලියක් ලබාගෙන එය විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් ඒ ඒ වර්ණාවලී රේඛාවලට අනුරූප තරංග ආයාම ගණනය කරගනු ලැබේ. තරංග ආයාම චක්‍ර සඳහන් ආශ්‍රේය ග්‍රන්ථ උපයෝගී කොට එම තරංග ආයාමවලට අනුරූප මූලද්‍රව්‍යය සොයාගත හැකිය. එසේත් නැත්නම් පරමාණුක ක්‍රමාංකය හා තරංග ආයාමය අතර ඇති මෝස්ලිගේ සම්බන්ධතාව උපයෝගි කොට මූලද්‍රව්‍යය සොයාගත හැකිය. වරණාවලි රේඛාවල තීව්‍රතාව උපයෝගී කොට එම මූලද්‍රව්‍යයේ බහුලතාව සොයාගැනීමට ද පිළිවන. ඝන, ද්‍රව හෝ වායු සඳහා යොදාගැනීමට හැකි වීම ද මෙම ක්‍රමයේ ඇති වාසියි. තවද විශ්ලේෂණය සඳහා භාජන කරනු ලබන ද්‍රව්‍යයේ වැය වීමක් ද සිදු නොවේ. ග්රෑමයකින් 10-9-10-10 අතර පමණ වූ ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයන්ගෙන් යම් මූලද්‍රව්‍යයක් ඇත්නම් එය ද අඳුනාගැනීමට තරම් මෙම ක්‍රමය දියුණු කොට තිබේ. මෙම ක්‍රමයෙහි ඇති ප්‍රධාන අවාසිය නම් ඉතා අඩු පරමාණුක ක්‍රමාංක සහිත මූලද්‍රව්‍ය මගින් හටගන්නා ද්විතියික X-කිරණවල තරංග ආයාමය සැලකිය යුතු තරම් ප්‍රමාණයකින් විශාල නිසා ඒවා වාතය මගින් උරා ගැනීමයි. මෙය මගහරවා ගැනීම සඳහා රික්තයක දී මෙම කිරණ විශ්ලේෂණය කිරීමට හැකි වන අයුරු උපකරණ නිපදවා තිබේ. එපමණක් නොව කාර්මික අවශ්‍යතාවන්ට සරිලන පරිදි ඉතා කුඩා ක්ෂේත්‍රයෙන් ක්ෂේත්‍රයට වුව ද ද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය කිරීමට හැකි වන අයුරු උපකරණ ද නිපදවා තිබේ. ලෝහ මිශ්‍රණ, ඛනිජ ද්‍රව්‍ය හා ලෝපස් විශ්ලේෂණයට විශේෂයෙන් ම වෙනත් ක්‍රම මගින් කරතොත් ඉතා අපහසු යුරේනියම් හා තෝරියම් වැනි මූලද්‍රව්‍ය අඩංගු ලෝපස් විශ්ලේෂණයට ද මෙම ක්‍රමය නිරන්තරයෙන් ම යොදා ගනු ලැබේ.

ද්‍රව්‍ය තුළින් X-කිරණ ගමන් කිරීමේ දී X-කිරණයේ විකිරණ ශක්තිය ද්‍රව්‍යය මගින් අවශෝෂණය කිරීම හේතුකොටගෙන අවශෝෂණ වර්ණාවලිය ලැබේ. මෙම වර්ණාවලිය උපයෝගී කොට ඝන, ද්‍රව හා වායු විශ්ලේෂණය කිරීමට හැකි වන අයුරු නිපදවන ලද උපකරණ රැසක් වෙළඳපොළෙහි තිබේ. X-කිරණ උත්පාදකයකින් නිපදවනු ලබන ඒකවර්ණ X-කිරණ කදම්බයක් දෙකට බෙදා ඉන් කොටසක් සම්මත ද්‍රව්‍යයක් තුළින් (නි. ද්‍රාවකයක්) ගමන් කරවීමෙන් පසු ගුණක ප්‍රකාශ නළයක් (multiplier phototube) මත ද අනෙක් කොටස පරීක්ෂා කරනු ලබන ද්‍රව්‍යය (නි. ද්‍රාවණය) තුළින් ගමන් කරවීමෙන් අනතුරුව ගුණක ප්‍රකාශ නළය මත ද පතිතවීමට මෙම උපකරණය මගින් සලස්වනු ලැබේ. සම්මත ද්‍රව්‍යය තුළින් ගමන් කිරීමේ දී විකිරණ ශක්තිය අවශෝෂණය කරන ප්‍රමාණයට වැඩි ප්‍රමාණයක් විකිරණ ශක්තිය, පරීක්ෂා කරනු ලබන ද්‍රව්‍යය තුළින් ගමන් කිරීමේ දී අවශෝෂණය වන නිසා ගුණක ප්‍රකාශ නළය මත පතිත වන කිරණවල තීව්‍රතාව එක සමාන නොවේ. එහෙයින් එක් කදම්බයක් හරහා ක්‍රමාංකිත කූඤ්ඤයක් (calibrated wedge) යොදා කිරණ දෙකින් ම ලැබෙන ප්‍රදීපනයේ තීව්‍රතාව එක හා සමාන වන අයුරු සැකසීමෙන් පරීක්ෂණය යටතේ ඇති ද්‍රව්‍යය මගින් X-කිරණ අවශෝෂණය කරනු ලබන ප්‍රමාණය මැනගත හැකිය. මෙම අවශෝෂණ ප්‍රමාණය උපයෝගී කොට එම ද්‍රව්‍යය විශ්ලේෂණය කළ හැකි වේ. ගැසොලීනවල ඇති ඊතයිල් ද්‍රාවණ ප්‍රමාණය හා ගෙන්දගම් ප්‍රමාණය නිර්ණය කිරීම සඳහා මෙම ක්‍රමය බෙහෙවින් යොදනු ලැබේ. යුරේනියම් ද්‍රාවණවල සාන්ද්‍රත්වය මැනීම ද සක්‍රිය කාබන් මගින් ද්‍රව්‍යවල ඇති අපද්‍රව්‍ය අවශෝෂණය අධ්‍යයනය කිරීම ද මෙවැනි උපකරණ යොදාගනු ලබන තවත් අවස්ථා දෙකකි. කාර්මික නිෂ්පාදනයක් වශයෙන් ස්වයංක්‍රියව පාලනය කිරීම සඳහා නිපදවා ඇති උපකරණවල ද මෙම ක්‍රමය යොදාගනු ලැබේ.

විවර්තන රටාව උපයෝගී කොටගෙන ද්‍රව්‍ය විශ්ලේෂණය කිරීමේ දී කුඩු විවර්තන විශ්ලේෂණ ක්‍රමය (powder diffraction method) කාර්මික වශයෙන් වැදගත් ස්ථානයක් ගනී. ක්‍රමයේ දී ද්‍රව්‍යයේ කුඩු X-කිරණවලට භාජන කිරීමෙන් අනතුරුව ඡායාරූපගත කරනු ලැබේ. ස්වාභාවික හා කෘත්‍රිම නිෂ්පාදනවල සැම්පල් උපයෝගී කොට ලබා ගන්නා ලද විවර්තන රටා ඇතුළත් කොට ඇති ග්‍රන්ථ ආශ්‍රය කොටගෙන බොහෝ ද්‍රව්‍ය හඳුනාගැනීමට ද කෙඳිවල වියමන පිළිබඳව වැදගත් කරුණු හැදෑරීමට ද පිළිවන. මේ ක්‍රමයේ දී ඒ ඒ ද්‍රව්‍යවල නියම ව්‍යූහය ස්ථිර වශයෙන් ම දැනගැනීමට නොහැකි නමුත් කාර්මික වශයෙන් මෙම ක්‍රමය විපුල ප්‍රයෝජන ගෙන දේ. පැට්‍රෝලියම් සොයාගැනීම හා නිපැදවීම, තීන්ත හා සායම් වර්ග නිපැදවීම, රසායනික පෝර කර්මාන්තය, සංචායක බැටරි හා වියළි බැටරි නිෂ්පාදනය, රසායනික ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය, පිඟන් කර්මාන්තය, සිමෙන්ති කර්මාන්තය, විද්‍යුත්ලෝහාලේපය, කඩදාසි, ප්ලාස්ටික් වර්ග හා කෘත්‍රිම රෙදිපිළි නිෂ්පාදනය යනාදියෙහි ලා මෙම ක්‍රමය කාර්මික වශයෙන් ප්‍රයෝජනයට ගැනේ.

ද්‍රව්‍යවල ව්‍යූහය හා අණුක වින්‍යාසය ඉතා නිවැරදිව සොයාගැනීම සඳහා විවර්තන රටා උපයෝගී කොට තනි ස්ඵටික (single crystal) විශ්ලේෂණය කිරීමේ ක්‍රමය උපයෝගී කරගනු ලැබේ. මුල දී පර්යේෂණාත්මක කාර්යයන්හි පමණක් යොදා ගනු ලැබූ මෙම ක්‍රමය දැන් කාර්මික ව්‍යාපාරයන්හි අංගයක් වී තිබේ. තනි ස්ඵටික විවර්තන විශ්ලේෂණ ක්‍රමය දියුණු වූයේ දෙවන ලෝක සංග්‍රාම සමයේ දීය. යුද්ධයෙන් තුවාළ ලද්දවුනට ප්‍රතිකාර කිරීම සඳහා ද රෝග පැතිරීම වළක්වාලීමට ද පෙනිසිලින් විශාල වශයෙන් යොදාගැනීම හේතු කොටගෙන කෘත්‍රිම වශයෙන් පෙනිසිලින් නිපදවීම අවශ්‍ය විය. කෘත්‍රිමව පෙනිසිලින් නිපදවීමට ප්‍රථම එහි ව්‍යූහය තත්වාකාරයෙන් නිර්ණය කිරීම අවශ්‍ය වූයෙන් තනි ස්ඵටික විවර්තන ක්‍රමය දියුණු කරන ලදි. මේ නිසා අද සීනි වර්ග, ඇමිනෝ අම්ල හා ප්‍රතිජීවක ද්‍රව්‍ය කාර්මික වශයෙන් නිපැදවීමේ හැකියාව ඇති වී තිබේ. ගුවන් විදුලි, දූර සේයා හා රේඩා උපකරණවල දෝලන සංඛ්‍යාතය පාලනය කිරීමට අවශ්‍ය ක්වෝට්ස් ස්ඵටික නිපදවීමේ දී ද තනි ස්ඵටික විවර්තන විශ්ලේෂණ ක්‍රමය යොදා ගනිත්.

X-කිරණ ඡායාරූප ශිල්පය මත රඳාපවතින කාර්මික උපයෝගතා

කාර්මික අවශ්‍යතා සඳහා X-කිරණ ඡායාරූප ගැනීමේ දී පරීක්ෂා කළ යුතු ද්‍රව්‍යය තුළින් X-කිරණ කදම්බයක් ගමන් කිරීමෙන් අනතුරුව කදම්බය ඡායාරූප පටකයක් මත පතිත වීමට ඉඩහරිනු ලැබේ. ඒ ඒ ද්‍රව්‍යය මගින් එකිනෙකට වෙනස් ප්‍රමාණවලින් X-කිරණවල විකිරණ ශක්තිය අවශෝෂණය කිරීම නිසා ඡායාරූප පටකයේ ඇතිවන ඡායාවෙන් ඒ ඒ ද්‍රව්‍යවල අභ්‍යන්තර තත්වය පරීක්ෂා කළ හැකිය. ලෝහ සැකිලිවල ඇති පැළුම්, වාත්තුවල ඇති වාසිදුරු, ලෝහ තහඩු වෙල්ඩිං කිරීමෙන් ලැබෙන සන්ධිවල තත්වය සබ්මැරීන් හා අහස්යානා නිපදවීමට ගනු ලබන ලෝහ තහඩුවල ඇති දුර්වල තැන් යනාදිය සොයාගැනීම සහ යන්ත්‍ර සූත්‍රවල මුරිච්චි සහ ඇන නිසියාකාර පොට වැටී ඇද්දැයි බැලීම සඳහා X-කිරණ ඡායාරූප ශිල්පය උපයෝගී කරගනු ලැබේ.

රේගුවේ දී බඩුබාහිරාදිය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ද X-කිරණ උපකරණ අතිශයින් ප්‍රයෝජනවත්ය. පෙට්ටගම්වල ඇති ද්‍රව්‍ය එම පෙට්ටගම් නෑර පරීක්ෂා කිරීම සඳහා ඒවායේ X-කිරණ ඡායාරූපයක් ගනු ලැබේ. පරීක්ෂා කිරීමට අවශ්‍ය භාණ්ඩය තුළින් X-කිරණ ගමන් කරවීමෙන් පසුව ප්‍රතිදීපන කඩතිරයක් මත වැටීමට සැලැස්වීමෙන් පරීක්ෂා කිරීමේ කටයුතු ඉතා ඉක්මනින් කළ හැකිය. එහෙත් මුල දී ප්‍රතිදීපන කඩතිරය නිරීක්ෂණය කරන කාර්මිකයන් X-කිරණවලින් ආරක්ෂා කිරීම අපහසු වීම නිසා, මෙම ක්‍රමය යටපත් වී තිබුණ ද ඉලෙක්ට්‍රෝනික විද්‍යාවේ දියුණුවීමත් සමග ම නැවතත් මෙය කලඑළිබැස තිබේ. ඉතා දුර්වල X-කිරණ කදම්බයක් පරීක්ෂා කළ යුතු වස්තුව විනිවිද යාමෙන් අනතුරුව ප්‍රතිදීපන කඩතිරයක් මත පතිත වීමෙන් ඇති වන මඳ දීප්තිය ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපක්‍රම යොදා වර්ධනය කිරීමෙන් පසුව ඈතින් තබා ඇති දූර සේයා උපකරණ ක්‍රියා කරවීම සඳහා යොදාගත හැකි වන පරිදි නවීන උපකරණ නිපදවා තිබේ. කාර්මික නිෂ්පාදනාගාරයන්හි ද්‍රව්‍ය මිශ්‍රවීම, අවක්ෂේපවීම හා රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වැනිදෑ සිදුවන ආකාරය අවශ්‍යතාවට අනුව කාර්මිකයන් අතලොස්සක් මගින් පාලනය කිරීමට මේ නිසා හැකි වී තිබේ. දන්තාලේපවල හා සුවඳවිලවුන්වල දුස්ස්‍රාවිතාව මැනීම හා පාලනය කිරීම සඳහා බොහෝ විට මෙවැනි උපක්‍රම යොදාගනු ලැබේ.

නොකඩවා ක්‍රියා කරමින් ස්වයංක්‍රිය ලෙස භාණ්ඩ නිපැදවීම සඳහා තනා ඇති යන්ත්‍රසූත්‍රවලින් නිපදවනු ලබන භාණ්ඩ සම්මත තත්ත්වයක පවත්වා ගැනීම සඳහා ඒ ඒ යන්ත්‍රවලට අවශ්‍ය උපදෙස් සපයාදීම පිණිස ද, ගුණ පාලනය කිරීම පිණිස ද X-කිරණ ඡායාරූප ශිල්පය උපයෝගී කරගනු ලැබේ. ලෝහ විද්‍යාත්මක පරීක්ෂණවල දී ද මිශ්‍රලෝහ නිෂ්පාදනයේ දී ද X-කිරණ ඡායාරූප ශිල්පය පුළුල් වශයෙන් උපයෝගී වේ.

ඉතා මෘදු X-කිරණ උපයෝගී කොට බිතුසිතුවම් පරීක්ෂා කළ හැකිය. පැරණි බිතුසිතුවම් මත කරනු ලබන සංස්කරණ කටයුතු හඳුනාගැනීම පිණිස X-කිරණවලින් ලැබෙන සහාය විශාලය. සාමාන්‍යයෙන් මෙවැනි කටයුතු සඳහා කිලෝවෝල්ට් 10-20 අතර අගයක දී ක්‍රියා කරන X-කිරණ නළ උපයෝගී කරගනු ලැබේ. පැරණි ශිල්පීන් විසින් බිතුසිතුවම් ඇඳීමේ දී උපයෝගී කරගන්නා ලද වර්ණක, ඛණිජ ද්‍රව්‍යවලින් නිපදවන ලද ඒවාය. එහෙයින් නවීන සායම් වර්ගවලට වඩා මෙම පැරණි සායම් වර්ගවලින් X-කිරණ අවශෝෂණය කරනු ලැබේ. ඇම්ස්ටර්ඩෑම්හි ආචාර්ය හෛල්බ්‍රෝන් (Heilbron) විසින් 1920 දී පමණ මේ පිළිබඳව ප්‍රාරම්භක කටයුතු ආරම්භ කරන ලදි. 'කුරුසියේ ඇණ ගැසීම' නමැති චිත්‍රය මොහුගේ සැලකිල්ලට භාජන වූ පැරණි චිත්‍රවලින් එකකි. මෙය කොර්නේලස් එංගල්බ්‍රෙඃට්සන් (Engelbrechtsen) විසින් 16 වැනි ශතවර්ෂයේ දී අඳින ලද්දකි. එහි පෙරතලයෙහි ස්ත්‍රියකගේ රූපයක් සායම් කොට තිබිණි. X-කිරණ ඡායාරූප මගින් මෙය නව නිර්මාණයක් බව පැහැදිලිව ම ඔප්පු කරන ලදි. මේ නිසා මෙය යථාතත්වයට පත් කිරීම සඳහා මතුපිට ඇඳ තිබුණු ස්ත්‍රී රූපය ඉතා සීරුවෙන් ඉවත් කිරීමේ දී ඒ යට සැඟවී තුබූ පූජකයකුගේ පිළිරුවක් අනාවරණය කරගැනීමට හැකි විය.

X-කිරණ මගින් ඇති කළ හැකි රසායනික ප්‍රතික්‍රියා මත ඒ මගින් ගත හැකි සමහර ප්‍රයෝජන රඳා පවතී. කෘත්‍රිමව නිපදවන ලද බහු අවයවික ද්‍රව්‍ය (polymers) විකෘත කිරීම සඳහා X-කිරණ උපයෝගී කරගැනීම මීට නිදසුනකි. මේ නිසා ද්‍රව්‍යවල ද්‍රාව්‍යතාව අඩුවීම හා ද්‍රව්‍යවල ශක්තිමත්බව වැඩිවීම සිදු වේ. විද්‍යුත් පරිවාරක ද්‍රව්‍යවල පරිවාරක ශක්තිය වැඩි කිරීම සඳහා ද බෙන්සීන් ක්ලෝරිනීකරණය කිරීමේ දී ද රබර් වල්කනයිස් කිරීමේ දී ද X-කිරණ උපයෝගී කරගැනීම යනාදිය මීට තවත් නිදසුන් කිහිපයකි. පොලි-එතිලීන් හෝ පොලිවයනයිල් තහඩුවක් මත X-කිරණ පතිතවීමෙන් නිරාවරණය වූ කාලයට අනුරූපව ඒ ඒ කොටස් කාබනික ද්‍රාවකයන්හි ද්‍රවණය වීම වෙනස් වේ. කුඩා වස්තුවල X-කිරණ ඡායාරූපයක් පොලි-එතිලින් හෝ පොලිවයනයිල් තහඩුවක් මතට ගැනීමෙන් ඇතිවන ගුප්ත ඡායාරූපය විවිධ කාබනික ද්‍රව්‍ය මගින් විකාසනය කිරීමට ඒ නිසා පිළිවන. ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයක් (බ.) මගින් මෙම ඡායාරූප දෙලක්ෂ වාරයක් පමණ විශාල කිරීමෙන් අන්වීක්ෂ වස්තු පිළිබඳව අධ්‍යයනය කිරීමට ඇති හැකියාව වඩාත් පුළුල් වේ. කාබන් ස්ඵටික මත අධිවේගී X-කිරණ පතිත වීමෙන් ඒවායේ පරමාණු ස්ඵටික දැලිසෙන් වෙන් වී අසාමාන්‍ය ස්ථානවලට පිවිසේ. මෙම ස්ඵටික රත් කිරීමේ දී පරමාණු යථාතත්වයට පත්වන හෙයින් මෙම ස්ඵටික සංචායක බැටරි වශයෙන් ප්‍රයෝජනයට ගත හැකිය. මෙම අංශයෙන් X-කිරණ ප්‍රයෝජනයට ගැනීම පර්යේෂණ අවස්ථාවෙන් ඔබ්බට පැමිණ නොමැත. එහෙත් අනාගතයේ දී විපුල ප්‍රයෝජන ලබාගැනීමට මාර්ග ඉන් සැලසෙනු නොඅනුමානයි.

වෛද්‍ය විද්‍යාවේ දී X-කිරණ උපයෝගී කර ගැනීම පිළිබඳව රශ්මි විද්‍යාව බලන්න.

(සංස්කරණය: 1974)