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 X線的特性

   X射線的本質

    1912年德國物理學家勞厄(MVLaue)等根據理論預見到,并用實驗證實了X射線與晶體相遇時能發生干涉(即衍射)現象,證明了X射線具有電磁波的性質,成為X射線衍射學的第一個里程碑。

    X射線和可見光及其他基本粒子(如電子、中子、質子等)一樣,同時具有微粒及波動二重性。由于X射線的波長較短,X光子能量也相對地高,因此它的微粒特性也比較明顯。

由于X射線是一種電磁波它與無線電波、可見光和γ射線等其他各種高能射線無本質上的區別,只是波長不同而已。作為電磁波的一種,X射線具有它的一般屬性。具有單色的X射線沿X軸方向傳播,在垂直于被傳播方向的平面內存在著互相垂直的電場強度E和磁場強度H。

 

X線是波長很短的電磁波,以光的速度沿直線前進,其波長范圍為0.000650nm。目前X線診斷常用的X線波長范圍為0.008-0.0031nm。(相當于40150kv),在電磁輻射譜中,居γ射線與紫外線之間,比可見光的波長要短得多,肉眼看不見。圖1-2 表示了X線在整個光譜種的位置。

    除上述一般物理性質外,X線還具有以下幾方面與X線成像相關的特性:

    1.穿透性  X線波長很短,具有很強的穿透力,能穿透一般可見光不能穿透的各種不同密度的物質,并在穿透過程中受到一定程度的吸收。X線的穿透力與X線管電壓密切相關,電壓愈高,所產生的X線的波長愈短,穿透力也愈強。反之,電壓低,所產生的X線波長長,其穿透力也較弱。另一方面,X線的穿透力還與被照體的密度和厚度相關。X線穿透性是X線成像的基礎。

    2.熒光效應  X線能激發熒光物質(如硫化鋅鎘及鎢酸鈣等),使產生肉眼可見的熒光。即X線作用于熒光物質,使波長短的X線轉換成波長較長的熒光,這種轉換叫做熒光效應。這個特性是進行透視檢查的基礎。

  3.攝影效應  涂有溴化銀的膠片經X線照射后,可以感光,產生潛影,經顯、定影處理,感光的溴化銀離子(Ag+),被還原成金屬銀(Ag),并沉淀于膠片的膠膜內。此金屑銀的微粒,在膠片上呈黑色。而未感光的溴化銀在定影及沖洗過程中,從X線膠片上被洗掉,因而顯出膠片片基的透明本色。依金屬銀沉淀的多少,便產生了黑和白的影像。所以,攝影效應是X線攝影的基礎。

    4.電離效應  X線通過任何物質而被吸收時,都特產生電離作用,使組成物質的分子分解成為正負離子。X線通過空氣時,可使空氣產生正負離子而成為導電體。因為空氣的電離程度,即其所產生的正負離子量同空氣所吸收的X線量成正比,所以可以利用測量電離的程度來計算X線的量。

X線射過機體而被吸收時,就同體內物質產生相互作用,由屬于物理性質的電離作用開始,隨即在體液和細胞內引起一系列的化學作用,終于使機體和細胞產生生理和生物方面的改變。X線對機體細胞組織的生物效應主要是損害作用,其損害的程度依吸收X線量的大小而定。微量或少量的X線可以對機體不產生明顯的影響;超過一定的劑量將引起明顯的改變,但仍然可以恢復;大量或過量的X線則導致嚴重的不可恢復的損害。X線對機體的生物效應是用以作放射治療的基本原理。同時X線的生物效應也指導X線檢查和治療的防護措施。

 

 

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