科學（普）有道：X射線

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x射線是電磁波譜的一部分，比可見光的波長更短(頻率更高)。x輻射波長為0.01至10納米，或頻率為3×1016 Hz至3×1019 Hz。這使得x射線的波長介於紫外線和伽馬射線之間。x射線和伽瑪射線的區別可以根據波長或輻射源來區分。有時x射線被認為是由電子發出的輻射，而伽馬輻射是由原子核發出的。

德國科學家威廉·倫琴是第一個研究x射線的人(1895年)，儘管他不是第一個觀察x射線的人。人們觀察到x射線是從大約1875年發明的克魯克斯管中發射出來的。倫琴稱這種光為&34;，以表明它是一種之前未知的類型。有時這種輻射被稱為倫琴輻射，以科學家的名字命名。

術語x射線也用於指使用x射線輻射形成的射線圖像和用於產生圖像的方法。

硬X射線和軟X射線

x射線的能量範圍從100 eV到100 keV(小於0.2-0.1 nm波長)。硬x射線是光子能量大於5-10 keV的x射線。軟x射線是能量較低的x射線。硬x射線的波長相當於一個原子的直徑。硬x射線有足夠的能量穿透物質，而軟x射線被空氣吸收或穿透水到大約1微米的深度。

X射線源

只要能量足夠大的帶電粒子撞擊物質，就會發射出x射線。加速電子被用來在x射線管中產生x輻射，x射線管是一種帶有熱陰極和金屬靶的真空管。也可以使用質子或其他正離子。例如，質子誘導x射線發射就是一種分析技術。x射線的天然來源包括氡氣、其他放射性同位素、閃電和宇宙射線。

X射線如何與物質相互作用

x射線與物質相互作用的三種方式是康普頓散射、瑞利散射和光吸收。高能量硬x射線的主要相互作用是康普頓散射，而軟x射線和低能量硬x射線的主要相互作用是光吸收。任何x射線都有足夠的能量來克服分子中原子之間的結合能，所以其效果取決於物質的元素組成，而不是它的化學性質。

X射線的用途

大多數人熟悉x射線是因為它們在醫學成像中的應用，但輻射還有許多其他應用:

在診斷醫學中，x光被用來觀察骨骼結構。硬x射線輻射是用來減少吸收低能x射線。一個過濾器被放置在x光管上，以防止較低的能量輻射的傳播。牙齒和骨骼中鈣原子的原子質量很高，它們會吸收x射線，讓大多數其他輻射通過人體。計算機斷層掃描(CT)、透視和放射治療是其他x射線診斷技術。x射線也可用於治療技術，如癌症治療。

x射線用於晶體學、天文學、顯微鏡學、工業放射學、機場安檢、光譜學、螢光學和核裂變裝置的內爆。x射線可以用來創作藝術，也可以用來分析畫作。禁止使用的包括x光脫毛術和鞋子透視術，這些在20世紀20年代都很流行。

與X射線輻射有關的風險

x射線是一種電離輻射，能夠打破化學鍵，使原子電離。當x光首次被發現時，人們遭受輻射灼傷和脫髮。甚至有死亡的報導。雖然輻射病在很大程度上已經成為過去，但醫用x光是人為輻射照射的一個重要來源，2006年美國所有輻射源的總輻射量中約有一半來自於醫用x光。對於多少劑量才會造成危害，人們存在分歧，部分原因是風險取決於多種因素。很明顯，x射線能夠造成基因損傷，從而導致癌症和發育問題。最高的風險是胎兒或兒童。

看到X射線

雖然x射線在可見光譜之外，但在強x射線束周圍可以看到電離空氣分子的輝光。如果適應黑暗的眼睛能看到強光源，也有可能&34;x射線。這種現象的機理仍然無法解釋(而且這個實驗太危險而不能進行)。早期的研究人員報告說看到了一種藍灰色的輝光，似乎是從眼睛內部發出的。