م.د احمد نجم الملخص يُعد التأثير الكهروضوئي أحد التفاعلات الأساسية بين الأشعة السينية والمادة، وله أهمية كبيرة في تكوين الصورة الشعاعية وتحقيق التباين. يحدث هذا التفاعل عندما يمتص إلكترون مرتبط بالذرة طاقة الفوتون الساقط بصورة كاملة، مما يؤدي إلى تحرير الإلكترون وامتصاص الفوتون. يعتمد احتمال حدوث التأثير الكهروضوئي بصورة رئيسية على طاقة الفوتون والعدد الذري للمادة، ولذلك يختلف الامتصاص بين الأنسجة والمواد ذات التركيب الذري المختلف. ويسهم هذا الاختلاف في تكوين الامتصاص التفاضلي الذي يمثل أساسًا مهمًا للتباين في الصور الشعاعية. تهدف هذه المقالة إلى توضيح المبدأ الفيزيائي للتأثير الكهروضوئي وبيان دوره في تحسين التباين الشعاعي، مع توضيح أهمية مواد التباين في التطبيقات التشخيصية. المقدمة تتفاعل الأشعة السينية مع المادة بعدة آليات، ويُعد التأثير الكهروضوئي وتشتت كومبتون من أهم التفاعلات في نطاق التصوير الشعاعي التشخيصي. ويؤدي اختلاف مقدار امتصاص الأشعة بين الأنسجة إلى تكوين الامتصاص التفاضلي، وهو من العوامل الأساسية المسؤولة عن ظهور الاختلافات في شدة الإشعاع الواصل إلى الكاشف، وبالتالي تكوين التباين في الصورة. ويكتسب التأثير الكهروضوئي أهمية خاصة في التصوير الشعاعي لأنه يؤدي إلى امتصاص الفوتون الساقط بالكامل، ويكون احتمال حدوثه أعلى في المواد ذات العدد الذري المرتفع وعند طاقات الفوتونات المنخفضة نسبيًا. ولذلك يرتبط هذا التفاعل بصورة مباشرة بقدرة نظام التصوير على إظهار الاختلافات بين الأنسجة والمواد المختلفة. المبدأ الفيزيائي للتأثير الكهروضوئي يحدث التأثير الكهروضوئي عندما يصطدم فوتون من الأشعة السينية بإلكترون مرتبط بأحد مستويات الطاقة في الذرة، فينقل الفوتون طاقته بالكامل إلى الإلكترون. وإذا كانت طاقة الفوتون كافية للتغلب على طاقة ارتباط الإلكترون، يتحرر الإلكترون من الذرة ويُعرف باسم الإلكترون الكهروضوئي. يمكن التعبير عن العلاقة بصورة مبسطة كما يأتي: الطاقة الحركية للإلكترون الكهروضوئي = طاقة الفوتون − طاقة ارتباط الإلكترون بعد خروج الإلكترون، قد يحدث انتقال لإلكترون آخر من مستوى أعلى لملء الفراغ الناتج، وقد ينتج عن ذلك إصدار أشعة سينية مميزة أو إلكترونات أوغر. التأثير الكهروضوئي وتباين الصورة الشعاعية عند مرور الأشعة السينية خلال جسم الإنسان، تختلف كمية الإشعاع الممتصة باختلاف تركيب الأنسجة وكثافتها وعددها الذري وطاقة الفوتونات. ويؤدي التأثير الكهروضوئي إلى امتصاص الفوتون بصورة كاملة، ولذلك يمكن أن يسهم في زيادة الفرق في شدة الإشعاع بين المناطق المختلفة من الجسم. ويظهر ذلك بصورة واضحة عند تصوير العظام؛ إذ تحتوي العظام على عناصر ذات عدد ذري فعّال أعلى من الأنسجة الرخوة، مما يؤدي إلى امتصاص أكبر للأشعة السينية وظهورها بدرجة أعلى من البياض في الصورة الشعاعية. كما يمكن الاستفادة من هذه الخاصية باستخدام مواد التباين التي تحتوي على عناصر ذات أعداد ذرية مرتفعة نسبيًا، مثل اليود والباريوم، بهدف زيادة الامتصاص في مناطق معينة وإظهارها بصورة أوضح في الفحص التشخيصي. المناقشة والاستنتاج يمثل التأثير الكهروضوئي أحد التفاعلات المهمة لفهم تكوين الصورة الشعاعية، إذ يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالامتصاص التفاضلي الذي يسهم في تكوين التباين. ويزداد احتمال حدوثه بصورة عامة مع انخفاض طاقة الفوتون وارتفاع العدد الذري للمادة. ومن الناحية التطبيقية، فإن التحكم بطاقة حزمة الأشعة السينية واختيار معاملات التعريض المناسبة يمثلان جزءًا مهمًا من تحقيق التوازن بين جودة الصورة والجرعة الإشعاعية. كما أن استخدام مواد التباين ذات العدد الذري المرتفع يمكن أن يعزز ظهور بعض التراكيب أو الأعضاء أثناء الفحوص التشخيصية. الخلاصة يؤدي التأثير الكهروضوئي دورًا مهمًا في تكوين التباين في الصور الشعاعية من خلال الامتصاص الكامل للفوتونات واعتماد احتمال حدوث التفاعل على طاقة الفوتون والعدد الذري للمادة. ويساعد فهم هذا التفاعل طلبة تقنيات الأشعة على تفسير الاختلافات في امتصاص الأشعة بين الأنسجة وفهم دور مواد التباين في التصوير التشخيصي. لذلك يمثل التأثير الكهروضوئي أساسًا فيزيائيًا مهمًا لفهم العلاقة بين التفاعل الإشعاعي وجودة الصورة والتباين الشعاعي. المراجع – Bushong, S. C. Radiologic Science for Technologists: Physics, Biology, and Protection. Elsevier. – Hendee, W. R., & Ritenour, E. R. Medical Imaging Physics. Wiley-Liss. – Allisy-Roberts, P. J., & Williams, J. Farr’s Physics for Medical Imaging. Elsevier. – Sprawls, P. Physical Principles of Medical Imaging.