Radiography of the Biological samplesby X-rays emitted from plasma focus

ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 245 ريوصتلا يعاعشلا تانيعلل ةيجولويبلا ةعشلأاب ةينيسلا ةرداصلا نع امزلابلا ةيقرحملا فيصان ءلاع .د 1 ينويهص ديلو .د.أ 2 صخلملا ةينيس ةعشأ عبانمك ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ مادختسا ةيناكملإ ةعجارم ميدقت ثحبلا اذه يف ّ مت عبانمل ةيساسلأا تاعومجملاو رادصلإا تايللآ ضرع ىرج ثيح .ةيجولويبلا تانيعلا ريوصتل حرش ّ مث نمو ماع لكشب امزلابلا نم ةينيسلا ةعشلأا رادصإ تايلآ حرش مت امك ،ةينيسلا ةعشلأا ىلع ةرثؤملا لماوعلاو ةينيسلا ةعشلأل عبانمك ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ اهب عتمتت يتلا تازيملل ةيجولويبلا تانيعلا ضعب ريوصت تايلمعل ةلثمأ ضرع مت ًاريخأو .ةرداصلا ةعشلأا ةقاط .ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ مادختساب :ةيحاتفملا تاملكلا ،ةيقرحملا امزلابلا.ةنيللا ةينيسلا ةعشلأا ،يعاعشلا ريوصتلا ________________________ 1 ،روتكدايروس ،هامح ،ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ،ةلديصلا ةيلك 2 ،ذاتسأ ايروس ،صمح ،ثعبلا ةعماج ،ءايزيفلا مسق ،امزلابلا ثاحبأ ةدحو سيئر ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 246 Radiography of the Biological samples by X-rays emitted from plasma focus Dr. Alaa Nassif1 Prof. Dr. Walid Sahyouni2 ABSTRACT: In this paper, a review is presented of the possibility of using plasma focus as X-ray sources for imaging biological samples. First, a presentation of the emission mechanisms and basic groups of X-ray sources was presented. The mechanisms of emission of X-rays from plasma were explained in general, and then an explanation of the advantages of plasma focus as X-ray sources and the factors affecting the energy of the emitted x-rays. Finally, a number of examples of imaging operations of some biological samples were presented using plasma focus devices. KEYWORDS: plasma focus, radiography, soft x-ray. ________________________ 1 Doctor, Faculty of Pharmacy, Al-Wataniya Private University, Hama, Syria 2 Professor, Head of Plasma Research Unit, Department of Physics, Al-Baath University, Homs, Syria ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 247 1 . ةمدقم ةيععساععسلأا ثوحبلا نم ًاءدب ةددعتم تتاجم يف ةريبك ةيمهأ ةينيععسلا ةعععشلأل نإ تاقيبطتلا ىتح و بطلاو داوملا ايجولونكت يف ةفلتخملا اهتقاطل اعبت ةينيعععسلا ةععععشلأا هذه مدختعععست ثيح ،ةعععسدنهلا و ةعععشلأاب رفحلا :لثم ةعونتم تاقيبطت يف ةينيععسلاx-ray lithography يعاعععشلا ريوععصتلاو ،) يضرعلا يعطقملا ريوصتلا و يبطلاx-ray tomography اهريغ و )[1-4] ردصملا دعي و . عساو مامتها كانهو ،ةينيسلا ةعشلأاب ةطبترملا ثاحبلأا يف يسيئرلا نّ وكملا ةينيسلا ةعشلأل دلّ وملا ةععععععشأ تاقاط ىلع وعععععصحلل ًايلاح مت .ةعانعععععصلا يف تاروطتلا ةبكاومل ةءافك رثكأ عبانمو ىلعأ و ،)ةقاطلا ةيلاع تانورتكللإا ةداع ةنوحعشملا تاميعسجلا عيرعست تيرط نع ةينيعسلا ةععشلأا ديلوت ولأا ونلا نمعععنت و .ضفخأ ةيوعععس ىلإ ةيرذلا وأ ةينو لأا ةيقاطلا ةيوعععسلا نم نورتكللإا اقتنا ورتوركنيعسلا اععشلإا ىلع ينsynchrotron radiation حبكلاو ) bremsstrahlung ًةداعو ) :يل ام تفو ةينيععععسلا ةعععععشلأا رداععععصم فينععععصت نكمي و رمتععععسم رادععععصإ فيط ونلا اذه يطعي بلععصلا فدهلا عبانمsolid target sources ةعععشلأا تارزيلو ،ينورتوركنيععسلا اعععشلإا و ،) امزلابلاو ،ةينيعععععععسلاplasma) يف اهدهع ةيادب يف ةينيعععععععسلا ةععععععععشلأا مادختعععععععسا رعععععععصحنا دقل و . عشتكا نأ دعب يلمعلا تيبطتلا زيح يعانعصلا يعاععشلإا ريوعصتلا لخد دق و ،ةيبطلا تتاجملا ماعلا يف جديلوك1913 ديلوت نم نلذب نكمتو ،نخاعسلا ابهملا تاذ ةينيعسلا ةععشلأا ديلوت ةبوبنأ علأا ةدعشلا تاذ ،ةينيعسلا ةععشلأا و .ةييانعصلا تابلطتملا تقحت يتلا و قارتختا ىلع ةردقلا و ىل ماع يف1917 ةي ي حلا ةيادبلا نلذ ناك و ةدحتملا ةكلمملا يف يعاعععععشلإا ثحبلا مععععسق سععععسأت ماع يفو .يعاععععشلإا ريوعععصتلا روطتل1930 ةعععسيئرلا تاماحللا صحف ةيكيرملأا ةيرحبلا تلعج خبلا لجارملا تاناوطسا يف ةروهصملا يعسيئرلا عسوتلا ثدح دقل .ًايمازلإ يعاعشلإا ريوصتلاب ةيرا ةدوج تاذ تاماحل ىلع بلطلا دايدزا ببعععععععسب ةيناثلا ةيملاعلا ارحلا ءانثأ يعاععععععععشلإا ريوعععععععصتلل يعاعععشلا ريوععصتلا حبععصأ دقلو .نفععسلا لكايل و تارئاطلا ءازجأ ةعانععص يف اهنم دافتععسي .ةيلاع بلأا تلععصوت نأ دعب ًامادختععسا عععسوأ و اماغ ةعععشأ ردععصت يتلا ةعععشملا رئاظنلا ىلإ ةيوونلا ثاح يعاعععععععععععشلإا ريوععععععععععصتلا ةقيرطب صحفلا تارابتخا ذيفنت يف ًاجاور ةعععععععععععشملا رئاظنلا نلت تقت دق [ يعاعنععععععععععععععصلا5-7 ن أعتلا ةعلاعح يف تاعنو لأا و تاعنورتكللإا نم ماعع لعكععععععععععععععشب اعمزلابلا نوكتت .] ل ةجتنملا ن أتلا ةيلمع ثدحت ثيح ،)لماكلا ةيلاع ةميق ىلإ زاىلا ةرارح ةجرد عفر ببععععععسب امزلابل نيب ام حوارتت ،ًادج5´105 – 107 K نيب ام الوف نورتكللإا ةدحاوب ةردقم وأ50 eV-1 keV موجنلا ءاوجأ يف يعيبط لكعشب تاجردلا هذه لثم دجوت و .stellar atmospheres نكمي و ) وأ ةعيوونلا تاراعجفنتا يف ضرلأا ىلع اعهقي حت تيععععععععععععععنتلا ةزهجأ يفz-pinch devices و ) ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 248 تاكاماكوتلا يأ يرارحلا يوونلا جامدنتا تلاعافمtokamaks تارارعععععشلا و )sparks يف و ) [ زاغ يف وأ بلعععععععععععص معععععععععععسج ىلع ةزكرملا ةيعععععععععععنبنلا ةيرزيللا ةمزحلا1 امزلابلا داعبأ حوارتت و .] نيب ام ةينيعععععسلا ةععععععشلأل ةردعععععصملا10-100 اعبأ سفن نم يهو تاقيعععععنتلل يجذومنلا مجحلا د ةي عععععععععععععضوملا ةيوركيملاlocalized micropinchs تاعاطتعععععععععععععسا امزلابلا هذه لثم يطعت و ،) نيب ام حوارتت ةيلك رادععصإ107-1010 W نكمي تاقيععنتلا يف ةلكععشتملا امزلابلاف يلاتلاب و ، ةعشلأل رمتسملا فيطلا جتن .ةينيسلا ةعشلأل ًادج ًاد دش اً ردصم نوكت نأ ،ةعونتم تايلآب ةينيسلا تانورتكللإا نيب ةينولوكلا تلاعافتلا نع جتانلا ،امزلابلا يف لعععععصاحلا حبكلا : اثملا ليبعععععس ىلع رحلا نورتكللإا اهدقف يتلا ةقاطلا نم اععشإ رادعصإ هنع جتن يذلا ،داحتتا ةداعإ و ،تانو لأاو عقتنت ةعجيتن ةعقاعط ابترملا نورتكللإا دعقف اذإ اعمأ .دعحتملا ذعئدعنع ،ضفخأ ةعينو أ ةعقاعط ةعلاعح ىلإ هعلا و ةرمتععععسملا تارادععععص ل ةيبععععسنلا ىوقلا دمتعت .ًازيمم ًايتيط ًاطخ ًلاكععععشم ديحو اعععععشإ ردععععصيععععس ريبك يرذ ددع تاذ ةدام نع ةعلكععععععععععععععشتم امزلاب لجأ نمف :امزلابلا لعكععععععععععععععشت ةعيتيك ىلع ةعيطخلا high-Z material رمتععععععسملا رادععععععصلإا نوكي )continuum emission نم امنيب ،ًادئاععععععس ) ضفخنم يرذ ددع تاذ ةدام لجأlow-Z material يطخلا رادعصلإا نوكي نأ نكمي )line emission[ ىوقلأا وه )2 .] 2 .:ةينيسلا ةعشلأل ًاعبنم ةفيثكلا ةيقرحملا امزلابلا ةععيقرحملا اععمزلابلا زاععهج ربتعيPlasma focus device (PFD) رداعععععععععععععععصملا نم ) ةدعععاولا ةنيللا ةينيععععععععععسلا ةعععععععععععشلألsoft x-rayةيناث ونانلا نم تائم ىتح دتمي ةايح نمز عم ) ةقاط و ، ىرخأ عبانم ةطععععععععععععععساوب ةجتانلا ةقاطلا نم ىلعأ[ ةنكمم1 ,2 ةزهجلأا هذهب مامتهتا د ازت دقل و .] ا ةععععععععسارد يف و امزلابلا ءايزيف يف و ةياايطملا يف ةيععععععععساععععععععسلأا ثوحبلا لجأ نم ،ةينوكلا رهاوظل :ةنكمملا تاقيبطتلا ىلإ ةفاعضلإاب رفحلا و يرهجملا صحفلا لجأ نم ةنيللا ةينيعسلا ةععشلأا جاتنإ .يعاعععععشلإا ريوععععصتلاو ،ةينيععععسلا ةعععععشلأاب صاخ زاهج نع ةرابي وه ةيقرحملا امزلابلا زاهج نإ زاهجب هيبعععععععش )تيعععععععنتلا امزلابz-pinchتاذ امزلاب جاتنلإ لهؤم وه و و ريعععععععصق ةايح رمع ةعيلاعع ةعينورتكلإ ةعفاعثكne 1020 cm-3 ةععفترم ةعينورتكلإ ةعيرارح ةعقاعط وTe 500 eV و ، و ععععساو يقاط فيط عم ةينيعععسلا ةععععشلأل ةيلاع تاعععنبن رادعععصإ ةيناكمإ يف ةعيرعععسلا تانورتنلل لإا و تانو لأا ةنوحعععععععشملا ةيقاطلا تاميعععععععسجلا نم مزح و )مويرتودلا امزلاب ةلاح )تانورتكل[626] نوكت و ، دومعلا هبععععععععش لكععععععععش اهل ةقيععععععععنتملا امزلابلاcolumn like ىلع اهت اهن رهظتو ) ةطقنلاب هيبعش لكعش ينبن يطقن ردعصمك ةيقرحملا امزلابلل ةعصاخلا تامعسلا هذه لمعتعست نلذل . و ،يععععسملاتلا يرهجملا صحفلا :لثم ةييانععععصلا و ةيلمعلا تاقيبطتلا يف ةعععععشلأل ةمزحلاب رفحلا ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 249 ةعععععععععشلأا و ةينورتكللإا تارولبلا ملع يفو ،ينو لأا رثعبتلاب يندعملا يلطلا و ،ةينيععععععععسلا ةعععععععععشلأاب ةفاعضإ .ةيندعملا داوملا و ةيجولويبلا ماعسجلأل ةينيعسلا ةععشلأاب يعاععشلإا ريوعصتلا يف و ةينيعسلا ةععععععععععععشلأا نإف نلذلرود اهل ةيقرحملا امزلابلا نع ةجتانلا ةينيعععععععععععسلا ةفرعم و صيخعععععععععععشت يف مهم ةدلوتملا امزلابلا صاوخ[27, 28]. اهتطاععععععععسبب ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ زاتمت و ةليلقلا ةفلكلاو ،لقنلا ةيلباقو ،جمدملا مجحلا ثيح نم نأ دجو ثيح ،ةينيعععععععسلا ةععععععععشلأل ةيلاعلا ةيجاتنلإاو ،ةنايعععععععصلا ةلوهعععععععسو4% و10% ةقاطلا نم ىلإ وحتت ةنزتخملا ةقاط تاذ ةينيعععععععس ةععععععععشأ1-1.5keV ةيقرحملا امزلابلا تاموظنم لجأ نم ةيلاعلا و ةعععنفخنملا ةقاطلا تاذ[26-29] . لكعععشب ةينيعععسلا ةععععشلأا رادعععصإ صئاعععصخ دمتعت و :لثم ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ لمع ءاطععععععععععععععسو ىلع ريبك رايت ،نيزختلا ةقاط ،اىععععععععععععععنلا ،زاىلا تا ةطيحملا بناوجلا ،لكععععععععععععشلا ،دورتكللإا ةدام ون ،زاهجلا ةعنامم ،غارفن ةيبطق نلذك و ،ةئيهلاو .ىوقلأا رثلأا اىععععععععععععععنلاو زاععىلا بععيكرت نععلتمي لععماوعلا هذععه نيب نمو .)يلخادععلا دورتكللإا نمو ونبو ةمدختعسملا تازاىلا ونبو ،عبنملا نع ةفاعسملاب تلعت ةعرجلا رادقم نأ ركذلاب ر دجلا ةدام ةفيثكلا ةيقرحملا امزلابلا ليىععععععععععععععشت دهج ريىتب ةعرجلا ريىتت نأ نكميو ،دعععععععععععععععصملا[4] جتنت و . تانورتكللإاب يزكرملا دورتكل ل ينورتكللإا فذقلا ةطعععععععساوب ةد دعععععععشلا ةينيعععععععسلا ةععععععععشلأا تاعععععععنبن ةكرحتملا ةراحلا عقبلا نمو رايتلا دمغ يف[30] . ةععععععشلأا تمدختعععععسا دقلو ةيقرحملا امزلابلا زاهج نع ةرداعععععصلا ةنيللا ةينيعععععسلا3kJ يف ةلماعلاو ) و نوينلا نم وج ىرخلأا ةيجولويبلا ماسجلأا و تارشحلا ريوصتل نلذ[31] . مادختسا نكمي امك يوركيملا يعاعشلإا ريوصتلا يف ةينيسلا ةعشلأا عبنم يباجيإ لماع كانه و ًادج ًاريىص هرابتعاب انم قاثبنتا نمز نأ وه رخآ بععس تاناويحلل ةيياعععشإ روععص ىلع وععصحلاب حمععسي ًادج ريععصقلا ةيومدلا ةرودلا يف ةيجولويبلا لئاوسلا و ةيحلا[12]. 3 .لأا ضعب:يعاعشلا ريوصتلا يف ةيقرحملا امزلابلا مادختسا ىلع ةلثم ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ مادختساب .ةيجولويبلا ةيحلا ماسجلأا نم د دعلل يعاعشلإا ريوصتلا مت :ةنيبملا عجارملا نم ةذوخأملا ةيياعشلإا روصلا ضعب يل امف درونو لكشلا(1 :) ةكمسل ةيعاعش ةروص دعب ىلع تعضو27 cm دعصملا ةمق نم[30]. ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 250 لكشلا(2 :)( ةرشحل ةيئرم ةيئوض ةروصa ةعشلأاب ةروص ،) ةرشحلا ءزجل ةنيللا ةينيسلا ( يهبجلاb ةرشحلا ةحنجأو نطب فيوجتل ةنيللا ةينيسلا ةعشلأاب ةروص ،)[31]. لكشلا (3 :)( ةيئرم ةروصa( ةنيعلل ةينيسلا ةعشلأاب ةروصو ،)Crassula leaf )[31]. ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 251 لكشلا (4:) ةيعاعش روص ةيقرحملا امزلابلا ةطساوب ةدحاو ةقشر للاخ رأفل[32]. لكشلا (5 :) ةيعاعش روص ةيقرحملا امزلابلا ةطساوبلةكمس [33]. لكشلا (6 :) ةيعاعش روص منغو لجع ماظعل ةيقرحملا امزلابلا ةطساوب[34]. ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 252 لكشلا (7 :) ةيعاعش روص رحبلا ةفدصل ةيقرحملا امزلابلا ةطساوب[35]. 4 .تاجاتنتسلاا ةبسانم ةينيس ةعشأ ةزهجأك ةيقرحملا امزلابلا ةزهجأ مادختسا ةيناكمإ نع ًارّ وصت ةساردلا هذه مّ دقت ةنراقم اهب عتمتت يتلا ةيليىشتلاو ةينقتلا تازيمملا نم ةدافتستاب ةيجولويبلا تانيعلا ريوصت لجأ نم مكحتلل اجملا اهتحاتإ ىلإ ةفاضلإاب ةيديلقتلا عبانملاب عيسوت نكمي .ةرداصلا ةعشلأا مجحو ةقاطب ةقاطو ون لثم ةينيسلا ةعشلأا رادصإ ةيلمع ىلع ةرثؤملا تاريىتملا ةساردل ًلابقتسم ةساردلا هذه .ليىشتلا ةيلمع يف مدختسملا زاىلا ون ىلإ ةفاضلإاب مدختسملا امزلابلا زاهج 5 .عجارملا 1. Auluck, S.; Kubes, P.; Paduch, M.; Sadowski, M.J.; Krauz, V.I.; Lee, S.; Soto, L.; Scholz, M.; Miklaszewski, R.; Schmidt, H.; et al. Update on the Scientific Status of the Plasma Focus. Plasma 2021, 4, 450– 669. 2. M. Liu, ''Soft X-Rays from Compact Plasma focus''. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy. School Of Science, Nanyang Technological University, December 1996. 3. A. Bernard ''Plasma Focus and Its Applications''. Science, 2003, pp.836-872 (in French). ةصاخلا ةينطولا ةعماجلا ةلجم– دلجملا1 – ددعلا1 -2023 فيصان ءلاع .د 1 د.أ .ينويهص ديلو 2 253 4. Leopoldo Soto. ''New Trends and Future Perspectives On Plasma Focus Research''. Plasma Phys. Control. Fusion 47 (2005) A361– A381. 5. L Soto, P Silva, J. Moreno, G Silvester, M Zambra, C Pavez, L Altamirano, H Bruzzone, M Barbaglia, Yu Sidelnikov and W Kies. ''Research On Pinch Plasma Focus Devices of Hundred of Kilojoules to Tens of Joules''. Brazilian Journal of Physics, vol. 34, no. 4B, December 2004. 6. L Soto, P Silva, J Moreno, A Clausse and W Kies. ''A Very Small Plasma Focus Operating at Tens of Joules''. 14th BEAMS and 5th Dense Z-pinches Conferences, Albuquerque, USA, June 23-282002. 7. L. Jakubowski and M. J. Sadowski. "Hot-Spots in Plasma-Focus Discharges as Intense Sources of Different Radiation Pulses". Brazilian Journal of Physics, vol. 32, no. 1, March 2002 187. 8. M Sharif, S Hussain, M Zakaullah, and A Waheed. ''Study of The XRay Emission Scaling Law in a Low Energy Plasma Focus. Plasma Sources Sci. Technol. 13 (2004) B7–B13. 9. M. Zakaullah, K. Alamgir, M. Shafiq, M. Sharif, A. Waheed, and G. Murtaza. ''Low-Energy Plasma Focus as a Tailored X-Ray Source''. Journal of Fusion Energy, Vol. 19, No. 2, June 2000 (q 2002). 10. M. S. Rafique, A. Serban, P. Lee, S. Lee. ''Neutron and Soft X-Ray Emission From Plasma Focus''. 26th EPS Conf. on Contr. Fusion and Plasma Physics, Maastricht, 14 - 18 June 1999 ECA Vol.23J (1999) 1249 – 1252. 11. V. Zoita, R. Presura, I. Paraschiv, A. Patran, M. Cengher, C. Filip. ''X-Ray Emission Characteristics of Focus Plasmas''. Fourth