Monday, 7 November 2016

X光的原理和由來

西元1895年,德国科学家Wilhelm Konrad Roentgen在实验室研究阴极射线管作用时,意外发现在远距离的BaPt氰化物竟发生萤光反应,他直觉地认为那是由一种未知名的射线所激发引起的。他很详细地研究这种射线的发生和性质,更有趣的是,以这种射线照出一张他太太的手部放射线图,而使得他的研究大受注目。此项发现在1896年1月20日一场法国科学会议中受到热烈地讨论,并正式以X光名之(X表示未知)。

B. 形成----

要知道X光是什么,首先要知道它是怎么形成的。在此,我们拿X光管的简单构造来分析,至于X光机的主要构造,我们将在下一个章节中提到。



X光管包含—阴极(钨丝)、阳极(钨或钨铼合金)、真空的玻璃封罩。钨丝加上聚焦杯与阳极靶放在玻璃封罩内。当钨丝加到白热时,电子将从钨的表面逸出,若此时阳极电压相对于钨丝为正,则这些电子将被吸到阳极。因为阳极与阴极间为高度真空,电子在穿过两者之间时将不会与气体分子相碰撞,而可获得非常高的速度到达阳极。

当一个高速电子穿过靶的表层时,它可能遭受各种不同的历程和碰撞。如图所示,其中的轨迹a是最容易发生的(发生次数多)。在一连串的碰撞里,电子的活动方向将改变而产生游离化,在这些历程中将转移一部份能量给原子中的电子,而将它从原子中打出来。这被打出来的电子可能有足够的能量以产生自己的轨迹,这些轨迹通常称为δ射线,最后都变成热的形式出现。轨迹a虽然是最常发生的(在X光机所使用的能量范围之内),不过并不产生辐射,即不产生我们要的X光。电子打在靶上的能量有99%都以此形式,最后变成热。这是我们最不想要的。 



 相较于轨迹a,轨迹b、c、d发生次数很少,不过均会产生辐射,产生我们所要的X光。在轨迹b里,入射电子正好打到靶中钨原子轨道上之K原子,因此钨原子的轨道上将有一个空洞产生,而此空洞会由外层电子来填补。由于外层电子是由高能阶跳至低能阶,当跳到K轨道时,多余的能量会以辐射的形式释放出来而发射出K辐射。此即特性辐射。在轨迹c中,由于正电子核与附电子之间的强烈吸引力,使得电子部份绕着原子核旋转。根据电磁学的理论,假如带电的粒子,因加速度的改变而使它的能量变小时,这多余的能量就会以电磁波的形式发射出来。这种电子突然减速所产生的辐射,称为特性辐射。而轨迹d是一种不太可能发生的情况。电子直直冲向原子核,在一次碰撞后即完全停止,全部的能量都以制动辐射的形式出现。他表示光子所能达到的最大能量,即没有任何发射出的光子,其能量会高过此值。到这里,我们大概了解,X光是由高速电子与物质作用而发射出的特性辐射及制动辐射。 X光是一种电磁波,无质量、无电荷,是带有高能量的光子。




IX光是
X光是一种带有能量的电磁波或辐射。它的波长只有一亿万份之一厘米,肉眼是看不见的。当高速移动的电子撞击任何形态的物质时,X光便有可能产生。

X光对人体的影响
虽然X光是医学上一项重大发现,但它在遗传上或生理上会产生不良的影响。在遗传方面,它可能引致遗传因子突变,因而产生一些患上遗传缺陷的下一代。而在生理方面,它会令细胞不正常的生长,更有可能引致癌症,不过这些影响是不会遗传给下一代的。但是病人不必因此对X光检查心存恐惧。数据显示,病人在一般的X光检查中所接受的辐射剂量是极之微少的(看下表),对身体造成伤害的机会很低。另外,放射技师在适当情形下,亦会利用铅片(lead sheet)或性腺屏蔽(gonad shield),覆盖着一些接近X光照射的部位,以减低病人所接受的散射辐射(scattered radiation)。协助病人照X光的人仕都会有铅围裙(lead apron)穿着,以作保护。

『三十日制』
因为X光有可能对胎儿造成不良影响,所以凡有机会怀孕的妇女,在接受腹部及盆骨部位的X光检查时,放射技师都会问及她们最近一次来经的时间,以确保她们接受有关的X光检查是安全的。 『三十日制』就是用来判断妇女是否适宜接受腹部及盆骨部位X光检查的指标;根据『三十日制』,妇女来经后的三十天内可以接受X光检查。因为来经后的首十四天内,由于没有排卵及怀孕的机会,所以妇女接受X光检查是安全的。而在第十四天至三十天期间,即使怀孕,也只是胎盆发展期,就算接受X光检查,也不会对胎儿造成不良影响。



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