X线的发现
1895年11月8日,德国科学家伦琴在暗室中做阴极射线管气体放电实验时,发现了具有很高能量,肉眼看不见,具有穿透作用,能使荧光物质发光的射线。因为当时对这个射线的性质还不了解,因此称之为x射线。为了纪念发现者,x射线也称为伦琴射线。
X线的产生
X线的产生主要依靠X射线管(球管)。X射线管的基本原理:加速后的高能电子撞击金属靶面,从而产生X射线。X 射线管包含有阳极(靶面)、阴极(灯丝)和玻璃管(真空管),灯丝加热后,电子活性增加产生游离电子,经过阳极与阴极之间千伏级的电压差(管电压)加速,电子以高能高速的状态撞击靶面,其运动突然受到阻止,其中一小部分能量转化为辐射能,形成X射线,大多数能量以热能的形式散发。
X线的产生三个必备条件:
①电子源:提供足够数量的电子。
②高速电子流:为电子提供足够的动能。
③阳极靶:承受来自阴极电子的撞击。
X线成像的基本原理
X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应;另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。这样,在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。
X线发生装置组成
X线发生装置是指完成X线产生并对其进行控制的装置。它由4个部件组成。
(1)控制台是控制X线的输出时间,调节X线的质和量。
(2)高压发生器是为X线管提供直流高压的装置,为X线管灯丝提供加热电流,如果配有两个及两个以上x线管,还需提供x线管切换 。
(3)X线管是将电能转换为X线能的关键部件,由X线球管和管套组成 。
(4)高压电缆是连接高压发生器与X线管的多芯绝缘导线。
X线机主要部件示意图
X线的发生程序是接通电源,经过降压变压器,供X线管灯丝加热,产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向x线管两极提供高压电时,阴极与阳极间的电势差陡增,处于活跃状态的自由电子,受强有力的吸引,使成束的电子,以高速由阴极向阳极行进,撞击阳极钨靶原子结构。此时发生了能量转换,其中约1%以下的能量形成了X线,其余99%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射,后者由散热设施散发。
X线的特性
X线的本质是电磁波,波长短,能量高;除此以外,X线还具有用于成像和检查的相关特性:
1、穿透作用:可穿透物质,且穿透后射线会衰减;
2、电离作用:物质受到照射后可电离为正负电子;
3、感光作用:胶片受到照射后可以感光从而形成黑白对比的影像;
4、热效应:人体受到照射后,局部受到射线照射的部位会产热;
5、生物效应:生物组织受到照射后,细胞可发生凋亡、死亡、变性等改变。