热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

核科普:传奇X射线

2022-02-12 00:55          X射线

1895年11月8日,德国物理学家伦琴在进行阴极射线实验时,注意到放在射线管附近的荧光屏上发出微光,经过研究,他确定这些微光是由于射线管中发出的某种射线所致。因为当时对于这种射线的本质和属性还了解得很少,所以伦琴把它称为X射线,表示未知的意思。伦琴还发现这种射线具有极强的穿透力,可以穿透人体肌肉,使骨骼在荧光屏或照片上投下阴影。在夫人到实验室劝他去休息时,伦琴牵过夫人的手,放在荧光板和阴极射线管之间,荧光板上出现了夫人手骨和手指上婚戒的完整影像,这就是人类历史上的第一张X光照片。为了纪念伦琴的成就,X射线在许多国家都被称为伦琴射线,而伦琴也因为X射线的发现获得了世界上第一枚诺贝尔物理学奖章。

X射线是一种波长很短、能量很大的电磁波,其波长比可见光的波长更短,光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。X射线具有很强的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如黑纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光,还可以使空气发生电离。

伦琴公布发现X射线的消息及夫人手骨照片的第四天,一位美国医生就用X射线照相发现了伤员脚上的子弹,世界各地的医院也相继利用X射线为病人诊断,后来,X射线被进一步应用到金属探伤、晶体研究等方面。除了在各领域的实际应用,X射线的发现还表明原子内部存在复杂的结构,极大地促进了核物理的发展,引发了一系列诺贝尔奖传奇:贝克勒尔发现铀射线,居里夫妇发现钋和镭,汤姆逊发现电子……可以说,X射线的发现开创了原子物理学的新时代。

时至今日,X射线被广泛用于晶体结构分析、工业及医学等领域,对科学技术的发展产生了巨大而深远的影响。由于X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光,故X射线可用于电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测研究领域;晶体的点阵结构可使X射线产生显著的衍射现象,X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段;由于X射线波长短,能量高,具有很强的穿透力,可以用于检测金属材料和焊接部位的内部缺陷,在机械、石油、化工、航空、造船、安保、国防军工等部门,特别是在锅炉压力容器焊缝的检测中有极为广泛的应用。

X射线还被广泛应用于医学诊断和治疗,不论是骨折移位、骨性病变、不透光异物存留、心肺器质性疾病还是消化系统梗阻,医生一般都建议先照X光。除了简单的X光片外,CT同样是用X射线对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描,从而得到断面或立体的图像,主要对脊柱骨折、椎管病变、关节突关节病变等病人进行检查。此外,治疗肿瘤的一种放射性疗法就是用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射,从而使被照射的细胞组织受到破坏或抑制。

当然,由于X射线对人体存在一定的危害,我们在使用X射线时一定要做好防护。对X射线的防护同样遵循屏蔽防护、距离防护和时间防护原则,屏蔽防护是指在X射线源与人之间插入必要的吸收物质来降低照射量,通常使用原子序数较高的物质,如铅或含铅的物质,因此X光室的医生与护士会穿戴铅衣和铅手套;距离防护是利用X射线照射量与距离平方成反比的原理,通过增加X射线源与人体间的距离来减少照射量;时间防护则是减少照射时间。

X射线是19世纪末物理学最重大的发现之一,不仅保护了人类的生命健康、使我们的生活更加美好,也为现代物理学提供了一种新的研究手段。

推荐阅读

通过电子束和 X 射线进行医疗技术灭菌

自 1950 年代以来,电子加速器已用于不同行业,主要用于改性聚合物,例如用于电缆绝缘体的聚乙烯交联。 2022-02-17

多少 X 射线会影响你的健康?

我们一生都受到辐射的轰炸。但并非所有辐射都是有害的。 2022-02-17

X射线成像技术在BGA焊接质量检测中的应用

但是目前X射线仅限于检测连焊和空洞等有限的几种缺陷的检测,不能覆盖全部BGA焊接缺陷 2022-02-17

美国宇航局(NASA)发布其新的X射线任务IXPE的首批图像

周一,美国宇航局(NASA)发布了其新的X射线成像偏振探测器(IXPE)的首批科学图像。 2022-02-17

银河系超软X射线源研究获进展

近日,中国科学院云南天文台双星与变星研究团组博士研究生臧蕾和钱声帮研究员等完成的关于银河系超软X射线源研究的最新成果,发表在《英国皇家天文学会月刊》上。 2022-02-16

阅读排行榜