Fotoelektrik etki:Bu, bir X-ışını fotonunun tüm enerjisini sıkı bir şekilde bağlı bir iç kabuk elektronuna aktararak elektronun atomdan fırlatılmasına neden olduğunda meydana gelir. Bu, pozitif yüklü bir iyonun arkasında kalır. Foton enerjisi arttıkça fotoelektrik etkinin olasılığı azalır.
Compton saçılması:Bu süreçte, bir X-ışını fotonu gevşek bir şekilde bağlı dış kabuk elektronuyla çarpışır ve enerjisinin bir kısmını elektrona aktarır. Elektron atomdan dışarı atılır ve saçılan foton, gelen X-ışını fotonundan daha düşük bir enerjiye sahiptir. Compton saçılması büyük olasılıkla foton enerjisi orta aralıkta olduğunda meydana gelir.
Çift üretimi:Yeterli enerjiye sahip (1,022 MeV'den büyük) bir X-ışını fotonu, bir atomun çekirdeğinin yakınından geçtiğinde çift oluşumuna uğrayabilir. Bu süreçte X-ışını fotonu bir elektron-pozitron çiftine dönüştürülür. Pozitron, elektronun pozitif yüklü antiparçacığıdır. Çift oluşumu ancak foton enerjisinin elektron ve pozitronun kütlesini oluşturacak kadar yüksek olması durumunda mümkündür.
X ışınlarının iyonlaşma etkileri aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda önemlidir:
Tıbbi görüntüleme:X ışınları, iç vücut yapılarının görüntülerini oluşturmak için radyografi ve bilgisayarlı tomografi (BT taramaları) gibi tıbbi görüntüleme tekniklerinde yaygın olarak kullanılır. X ışınlarının farklı doku ve yapılar tarafından diferansiyel emilimi, kemiklerin, organların ve yumuşak dokuların görselleştirilmesine olanak tanır.
Radyasyon tedavisi:X ışınları, kanseri tedavi etmek için radyasyon terapisinde de kullanılır. Etkilenen bölgeye kontrollü dozda X-ışını verilmesiyle, kanser hücrelerinde iyonlaşma ve hasar elde edilebilir, bu da onların yok olmasına veya büyümelerinin engellenmesine yol açar.
Endüstriyel ve araştırma uygulamaları:X-ışınları çeşitli endüstriyel ve araştırma ortamlarında görüntüleme ve analiz amacıyla kullanılır. Örneğin, malzeme ve bileşenlerdeki kusurları tespit etmek için tahribatsız muayenede kullanılırlar. X-ışını kristalografisi, kristallerin atomik yapılarını belirlemek için X-ışınlarını kullanan bir tekniktir.
X ışınlarının madde ile etkileşimi karmaşık olabilir ve iyonizasyon etkileri foton enerjisi, malzemenin atom numarası ve malzemenin yoğunluğu gibi faktörlere bağlıdır. Bu etkileşimleri anlamak, çeşitli uygulamalarda X ışınlarının faydalarını optimize etmek ve aynı zamanda olası zararlı etkileri en aza indirmek için çok önemlidir.