科學(xué)家們逐漸揭示了X射線的本質(zhì),作為一種波長(zhǎng)極短,能量很大的電磁波,X射線的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)更短(約在0.001~100 納米,醫(yī)學(xué)上應(yīng)用的X射線波長(zhǎng)約在0.001~0.1 納米之間),它的光子能量比可見(jiàn)光的光子能量大幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)倍。因此,X射線除具有可見(jiàn)光的一般性質(zhì)外,還具有自身的特性。正由于X射線的特性,使其在發(fā)現(xiàn)后不久,很快在物理學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上得到廣泛的應(yīng)用,特別是在醫(yī)學(xué)上,X射線技術(shù)已成為對(duì)疾病進(jìn)行診斷和治療的專門學(xué)科,在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中占有重要地位。
1.X射線的物理效應(yīng)
(1)穿透作用。X射線因其波長(zhǎng)短,能量大,照在物質(zhì)上時(shí),僅一部分被物質(zhì)所吸收,大部分經(jīng)由原子間隙而透過(guò),表現(xiàn)出很強(qiáng)的穿透能力。X射線穿透物質(zhì)的能力與X射線光子的能量有關(guān),X射線的波長(zhǎng)越短,光子的能量越大,穿透力越強(qiáng)。X射線的穿透力也與物質(zhì)密度有關(guān),利用差別吸收這種性質(zhì)可以把密度不同的物質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)。(左圖為X射線行李檢查儀)
(2)電離作用。物質(zhì)受X射線照射時(shí),可使核外電子脫離原子軌道產(chǎn)生電離。利用電離電荷的多少可測(cè)定X射線的照射量,根據(jù)這個(gè)原理制成了X射線測(cè)量?jī)x器。在電離作用下,氣體能夠?qū)щ?;某些物質(zhì)可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng);在有機(jī)體內(nèi)可以誘發(fā)各種生物效應(yīng)。
(3)熒光作用。X射線波長(zhǎng)很短不可見(jiàn),但它照射到某些化合物如磷、鉑氰化鋇、硫化鋅鎘、鎢酸鈣等時(shí),可使物質(zhì)發(fā)生熒光(可見(jiàn)光或紫外線),熒光的強(qiáng)弱與X射線量成正比。這種作用是X射線應(yīng)用于透視的基礎(chǔ),利用這種熒光作用可制成熒光屏,用作透視時(shí)觀察X射線通過(guò)人體組織的影像,也可制成增感屏,用作攝影時(shí)增強(qiáng)膠片的感光量醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。
(4)熱作用。物質(zhì)所吸收的X射線能大部分被轉(zhuǎn)變成熱能,使物體溫度升高。
(5)干涉、衍射、反射、折射作用。這些作用在X射線顯微鏡(左圖)、波長(zhǎng)測(cè)定和物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析中都得到應(yīng)用。(右圖為澳大利亞制造的新型X射線顯微鏡拍攝的物體內(nèi)亞結(jié)構(gòu)高分辨率圖像)
2.X射線的化學(xué)效應(yīng)
(1)感光作用。X射線同可見(jiàn)光一樣能使膠片感光。膠片感光的強(qiáng)弱與X射線量成正比,當(dāng)X射線通過(guò)人體時(shí),因人體各組織的密度不同,對(duì)X射線量的吸收不同,膠片上所獲得的感光度不同,從而獲得X射線的影像。
(2)著色作用。X射線長(zhǎng)期照射某些物質(zhì)如鉑氰化鋇、鉛玻璃、水晶等,可使其結(jié)晶體脫水而改變顏色。
3.X射線的生物效應(yīng)
X射線照射到生物機(jī)體時(shí),可使生物細(xì)胞受到抑制、破壞甚至壞死,致使機(jī)體發(fā)生不同程度的生理、病理和生化等方面的改變。不同的生物細(xì)胞,對(duì)X射線有不同的敏感度,可用于治療人體的某些疾病,特別是腫瘤的治療(右圖為治療腫瘤的X刀)。在利用X射線的同時(shí),人們發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致病人脫發(fā)、皮膚燒傷、工作人員視力障礙,白血病等射線傷害的問(wèn)題,在應(yīng)用X射線的同時(shí),也應(yīng)注意其對(duì)正常機(jī)體的傷害,注意采取防護(hù)措施。