流言揭秘：X射线真的会影响我们的健康吗？

　　来源：科学大院微信公众号

　　每当医生告诉你要拍个片的时候，你是不是就紧张的要命？你是不是每次经过放射科就避而远之，感觉自己受到了辐射？

　　那么，X射线真的会影响我们的健康吗？

　　X射线究竟到底是个啥？

　　X光很多人都照过，但它究竟是一种什么光？从哪儿来？怎样穿过你的身体呢？

　　实际上，X射线是一种波长较短的高能电磁波，由原子内层轨道中电子跃迁或高能电子减速所产生[1]。

　　X射线的波长一般范围为0.01~100 ?（1 ?=10-8cm），介于紫外线和g射线之间，并有部分重叠。

　　我们知道，可见光的波长约在400~700nm（1 nm=10-7cm）之间，而作为一种看不见的“光”，它的波长比可见光的波长要短得多。

　　在空气中，X射线的传播速度与可见光一样，并且是一种本质上与可见光相同的电磁波，所以具有类似于可见光、电子、质子、中子等的性质即波粒二象性。

　　从粒子性的角度看，X射线是由大量以光速运动的、具有确定能量的粒子流，这些粒子称为光量子，或简称为光子。

　　X射线的波动性和粒子性是同时存在的，因此，在分析X射线的传播问题时，主要考虑波动性；分析X射线与物质相互作用时，主要考虑粒子性。

　　不同频率和波长的X射线，其光子能量是不同的，频率赿高，波长赿短，光子能量赿大。

　　与可见光相比，X射线除了具有波粒二象性的共性之外，还因其波长短、能量大而显示其它特性：如穿透能力强，能穿透可见光不能穿透的物质如生物软组织、木板、普通玻璃、甚至除重金属外的金属板，还能使气体电离；折射率几乎等于1，所以不能用折射而聚焦；通过晶体时发生衍射，因而可能X射线研究晶体内部结构。

　　而X射线的穿透力是由X射线光子能量的大小决定的，并不是X射线的强度。

　　一定频率的X射线，其强度大小取决于单位时间内通过单位截面的光子数目。

　　由于X射线对生物细胞与组织有较强的杀伤力，故应注意用铅板、铅玻璃或铅橡胶等对X射线进行防护。

　　X射线究竟从哪儿来？

　　说起X射线，1895年11月8日，德国维尔茨堡大学物理研究所所长威廉·伦琴教授（W。 C。 Rontgen 1845~1923）在研究阴极射线引起荧光现象时，首次观察到一种奇特的辐射线。

　　这种辐射线可以使涂有氰亚铂酸钡的荧光屏发出荧光，也使黑纸包着的底片感光，重要的是它能够穿透手指骨骼等物质[1-3]。

　　威廉·伦琴教授意识到这种现象是由阴极射线管产生的，是某种迄今未知的新型辐射引起的，这种肉眼看不到的新射线是一种不同于可见光的射线，于是用数学上表示未知数的字母“X”来称呼它，取名X射线，也称X光，后人也称为伦琴射线。

　　1895年12月28日，伦琴向德国维尔兹堡物理和医学学会递交了第一篇研究通讯《一种新射线——初步研究》，随后深入探讨X射线的产生、传播、穿透力等性质，使他在1901年成为第一位诺贝尔物理学奖获得者。

　　而现在人们已经发现了许多的X射线产生方法， 其中最为实用的能获得X射线的方法仍是当年伦琴所采用的方法——用阴极射线（高速电子束）轰击阴极（靶）的表面[1]。

　　各种各样专门用来产生X射线的X射线管的基本工作原理，也是通过高速运动的电子与物体碰撞时发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中99%的能量转换为热量，而1%的能量转换为X射线。

　　此外，高强度的X射线亦可由同步加速器产生，同步辐射光源是由以接近光速运动的电子在磁场中作曲线运动改变运动方向时所产生的电磁辐射，具有高强度、连续波长、光束准直、极小的光束截面积并具有时间脉波性与偏振性，因而成为科学研究最佳之X光光源。

　　甚至利用具有放射性元素的衰变也可以得到X射线，核爆炸能产生X射线，宇宙射线中也含有X射线。

　　X射线与物质之间可以相互作用？

　　我们已经知道了X射线有较强的穿透能力，而在X射线穿透物质时会导致X射线有部分被吸收、有部分散射，也有部分透过[1-3]。

　　透过后的X射线强度将被衰减变弱，而吸收的程度与物质的组成、密度和厚度有关。

　　在这样一个吸收分散的过程中，X射线与物质的相互作用是很复杂的，会引起多种效应，产生多种物理、化学过程。

　　例如，它可以使气体电离；使一些物质发出可见的荧光；能破坏物质的化学键，引起化学分解，也能促使新键的形成，促进物质的合成；作用于生物细胞组织，还会导致生理效应，使新陈代谢发生变化甚至造成辐射损伤。

　　X射线的散射则分为能量和波长不变的相干散射和损失部分能量的非相干散射。

　　在物质的微观结构中，原子和分子的距离（1~10埃左右）正好落在X射线的波长范围内，所以物质（特别是晶体）对X射线的散射和衍射能够传递极为丰富的微观结构信息。

　　X射线，医学领域的“小帮手”

　　伦琴发现X射线后不久，就被应用于医学影像。

　　1896年2月，苏格兰医生约翰·麦金泰在格拉斯哥皇家医院设立了世界上第一个放射科[1]。

编辑：未知