特征x射线

X射线的特性及应用

科学家们逐渐揭示了X射线的本质，作为一种波长极短，能量很大的电磁波，X

射线的波长比可见光的波长更短(约在0.001～100纳米，医学上应用的X射线波

长约在0.001～0.1纳米之间)，它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十

万倍。因此，X射线除具有可见光的一般性质外，还具有自身的特性。正由于X射

线的特性，使其在发现后不久，很快在物理学、工业、农业和医学上得到广泛的应

用（右图为X射线探伤机），特别是在医学上，X射线技术已成为对疾病进行诊断

和治疗的专门学科，在医疗卫生事业中占有重要地位。

1.X射线的物理效应

（1）穿透作用。X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物

质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质

的能力与X射线光子的能量有关，X射线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越

强。X射线的穿透力也与物质密度有关，利用差别吸收这种性质可以把密度不同的

物质区分开来。（左图为X射线行李检查仪）

（2）电离作用。物质受X射线照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。

利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量，根据这个原理制成了X射线测量仪器。

在电离作用下，气体能够导电；某些物质可以发生化学反应；在有机体内可以诱发

各种生物效应。

（3）荧光作用。X射线波长很短不可见，但它照射到某些化合物如磷、铂氰

化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，可使物质发生荧光（可见光或紫外线），荧光的强

弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础，利用这种荧光作用可

制成荧光屏，用作透视时观察X射线通过人体组织的影像，也可制成增感屏，用作

摄影时增强胶片的感光量。

（4）热作用。物质所吸收的X射线能大部分被转变成热能，使物体温度升高。

（5）干涉、衍射、反射、折射作用。这些作用在X射线显微镜（左图）、波

长测定和物质结构分析中都得到应用。（右图为澳大利亚制造的新型X射线显微镜

拍摄的物体内亚结构高分辨率图像）

2.X射线的化学效应

（1）感光作用。X射线同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与X射

线量成正比，当X射线通过人体时，因人体各组织的密度不同，对X射线量的吸收

不同，胶片上所获得的感光度不同，从而获得X射线的影像。

（2）着色作用。X射线长期照射某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等，可

使其结晶体脱水而改变颜色。

3.X射线的生物效应

X射线照射到生物机体时，可使生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体

发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。不同的生物细胞，对X射线有不

同的敏感度，可用于治疗人体的某些疾病，特别是肿瘤的治疗（右图为治疗肿瘤的

X刀）。在利用X射线的同时，人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视

力障碍，白血病等射线伤害的问题，在应用X射线的同时，也应注意其对正常机体

的伤害，注意采取防护措施。