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X線画像には驚くべき特性があり、医学で積極的に使用されています。医師は特別な装置を使用して、人体の骨を確認し、問題やその他の異常を診断できます。
X線は医師だけでなく、その助けを借りて特定の物質の構造を見ることができる科学者によっても使用されます。ただし、このデバイスは常に役立つとは限りません。たとえば、X線ダイヤモンドは、少なくとも2つの理由で表示されません。
X線はどのように撮影しますか?
ダイヤモンドがX線で見えない理由に答える前に、まずデバイスの動作原理を理解する必要があります。初めに、デバイスは徹底的な調整を受け、その間に光線が通過するオブジェクトの作業密度が設定されます。次に、より密度の高い物質との衝突で、X線放射が停止し、画像に白い領域が表示されます。
密度とは強度ではなく、原子の電荷の集中、その電荷を意味することを理解する必要があります。つまり、特定の柔らかくて壊れやすいオブジェクトは、原子の濃度が高いほど、石よりもX線で目立ちます。
この原理は、医療におけるX線装置の使用に深く関係しています。患者が写真を撮ると、装置は軟組織の密度に合わせて調整されます。光線はそれらを通過しますが、それらがより高い核電荷を持っているので、それらが骨に出会ったときに停止します。したがって、画像ではスケルトンがはっきりと白く強調され、筋肉はほとんど目立ちません。
さて、X線装置の動作原理を知ると、ダイヤモンドが写真に表示されない主な理由が2つ確認できます。
カスタマイズ機能
医師が使用する装置を使用して宝石を撮影するとします。骨の写真を撮ることができる適切な設定が含まれています。このようなデバイスは、原子や核電荷の濃度が高くない壊れやすい構造で動作するように構成されています。これらには、窒素、炭素、酸素、水素からなる軟組織が含まれます。 4つの物質はすべて高密度を誇ることができないため、光線は障害物に遭遇することなくそれらを通過します。
それでは、ダイヤモンドの化学組成を見てみましょう。ほぼ完全に炭素で構成されており、軟組織要素にも属し、遅延なくX線を完全に通過させます。
したがって、人間の組織や骨を扱うように構成された装置でダイヤモンドの写真を撮ると、炭素の濃度が高いため、ダイヤモンドが見えなくなります。わずかに目立つ灰色の領域のみが画像に表示されます。これが、gemが表示されない最初の理由です。
ダイヤモンドセッティング
エンジニアが宝石用原石よりもかなり低い密度でX線装置を設置したと想像してください。論理的には、画像に完全に表示されるはずです。しかし、結果はまだ疑わしいでしょう。
作成プロセス中、光線は表面に残りますので、ダイヤモンドは引き続き画像に表示されます。ただし、均質な構造のため、何も見えない通常の白い斑点のように見えます。
何かを見る唯一の方法は、物質の密度と実際の密度との差が最小になるようにデバイスを設定して実験することです。すると、画像の石の粗さがほとんど目立たなくなります。装置に近い部分がよりはっきりと見えますが、全体像は依然として均一な点に似ています。