La tecnologia a raggi X è ora usata in un’ampia varietà di applicazioni e impostazioni. Queste includono:

Medicina

Questa area fa un ampio uso della tecnologia a raggi X. I due principali sviluppi influenzati dall’astronomia a raggi X sono l’uso di rivelatori sensibili per fornire immagini a bassa dose ma ad alta risoluzione, e il collegamento con sistemi di digitalizzazione e di elaborazione delle immagini. Molte procedure diagnostiche, come le mammografie e le scansioni dell’osteoporosi, richiedono esposizioni multiple. È importante che ogni dose sia la più bassa possibile. Una diagnosi accurata dipende anche dalla capacità di vedere il soggetto da molte angolazioni diverse. I sistemi di elaborazione delle immagini collegati a rivelatori in grado di registrare singoli fotoni di raggi X, come quelli sviluppati per l’astronomia a raggi X, forniscono ai medici le necessarie capacità di manipolazione e miglioramento dei dati. Sistemi di imaging portatili più piccoli possono essere utilizzati in clinica e in condizioni di campo per diagnosticare lesioni sportive, per condurre interventi chirurgici ambulatoriali e nella cura di bambini prematuri e appena nati.

Ricerca biomedica

La diffrazione dei raggi X è la tecnica in cui la luce dei raggi X cambia la sua direzione in quantità che dipendono dall’energia dei raggi X, proprio come un prisma separa la luce nei suoi colori componenti. Gli scienziati che usano Chandra approfittano della diffrazione per rivelare importanti informazioni su fonti cosmiche lontane usando i due strumenti a reticolo dell’osservatorio, l’High Energy Transmission Grating Spectrometer (HETGS) e il Low Energy Transmission Grating Spectrometer (LETGS).La diffrazione dei raggi X è usata anche nella ricerca biomedica e farmaceutica per studiare strutture molecolari complesse. Nella maggior parte delle applicazioni, la molecola in questione viene cristallizzata e poi irradiata. Il modello di diffrazione risultante stabilisce la composizione del materiale. I raggi X sono perfetti per questo lavoro grazie alla loro capacità di risolvere piccoli oggetti. I progressi nella sensibilità del rivelatore e nell’ottica del fascio focalizzato hanno permesso lo sviluppo di sistemi in cui i tempi di esposizione sono stati ridotti da ore a secondi. Esposizioni più brevi accoppiate a radiazioni di minore intensità hanno permesso ai ricercatori di preparare cristalli più piccoli, evitare di danneggiare i campioni e accelerare l’esecuzione dei dati. Questi sistemi sono usati per la ricerca di base con virus, proteine, vaccini e farmaci, così come per il cancro, l’AIDS e la ricerca immunologica.

Microscopia

La microscopia a raggi X è un’applicazione in sviluppo. Il microscopio è, in effetti, un telescopio a raggi X in miniatura. Questi microscopi hanno una risoluzione spaziale molto alta su piccoli campi visivi e possono essere usati per immagini direttamente molto piccole e dettagli fini. Le loro applicazioni sono nella ricerca energetica e biomedica.

Magneti a bassa corrente

Uno degli strumenti sviluppati per l’uso su Chandra era uno spettrometro a raggi X che avrebbe misurato con precisione le firme energetiche su una gamma chiave di raggi X. Per fare queste osservazioni, questo spettrometro a raggi X doveva essere raffreddato a temperature estremamente basse. I ricercatori del Goddard Space Flight Center hanno sviluppato un magnete innovativo che potrebbe raggiungere queste temperature molto fredde usando una frazione dell’elio di cui hanno bisogno altri magneti simili, estendendo così la durata dell’uso dello strumento nello spazio. Sulla Terra, questi progressi hanno avuto benefici per i sistemi di risonanza magnetica, rendendoli più sicuri e permettendo una minore manutenzione.