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【讨论】X射线的发现

X射线荧光光谱仪(XRF)

  • X射线的发现
    1895年德国物理学家伦琴(W.C.RÖntgen)在研究阴极射线管中气体放电现象时,用一只嵌有两个金属电极(一个叫做阳极,一个叫做阴极)的密封玻璃管,在电极两端加上几万伏的高压电,用抽气机从玻璃管内抽出空气。为了遮住高压放电时的光线(一种弧光)外泄,在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时,偶然发现距离玻璃管两米远的地方,一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。再进一步试验,用纸板、木板、衣服及厚约两千页的书,都遮挡不住这种荧光。更令人惊奇的是,当用手去拿这块发荧光的纸板时,竞在纸板上看到了手骨的影像
    当时伦琴认定:这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因无法解释它的原理,不明它的性质,故借用了数学中代表未知数的“X”作为代号,称为“X”射线(或称X射线或简称X线)。这就是X射线的发现与名称的由来。此名一直延用至今。后人为纪念伦琴的这一伟大发现,又把它命名为伦琴射线。
    X射线的发现在人类历史上具有极其重要的意义,它为自然科学和医学开辟了一条崭新的道路,为此1901年伦琴荣获物理学第一个诺贝尔奖金。
    科学总是在不断发展的,经伦琴及各国科学家的反复实践和研究,逐渐揭示了X射线的本质,证实它是一种波长极短,能量很大的电磁波。它的波长比可见光的波长更短(约在0.001~100nm,医学上应用的X射线波长约在0.001~0.1nm之间),它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此,X射线除具有可见光的一般性质外,还具有自身的特性。

    其中有几点想和大家交流讨论,还望版友们指点迷津:
    1、明亮的荧光,荧光既然有颜色,那这荧光是什么颜色呢?
    2、医院用的CT扫描仪发射的就是X射线(原理是使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理,使人体各部位的图像从荧屏上显示出来)。那这X射线照在身体上是安全的?
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  • hsteel

    第1楼2010/05/03

    先说一下什么是荧光,就是一种光致发光的现象,用能量较高的光比如紫外线或X射线照射物质时,原子被激发,但高能态的原子是不稳定的,它要跃迁回低能态,这时候便会释放电磁波,这个电磁波成为二次射线,或荧光。一般情况下二次射线或荧光为可见光,所以人们就可以看到了,至于颜色那应该要看他的能量的高低了,落在哪个颜色区间段了。
    CT用X射线,但并不说明X射线光是安全的,还有医院的X射线胸片,短时间内照射应该是安全的,这些设备的操作室的墙壁好像都是经过特殊处理的。
    再提一个问题,X射线波长约在0.001~0.1nm之间,那用于XRF分析的X射线荧光的波长范围是多少?

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  • ljzllj

    第2楼2010/05/03

    X射线波长范围在0.01~20nm之间,XRF研究的是波长在0.02~2nm范围内的X射线

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  • Onway

    第3楼2010/05/03


    确实光荧光的颜色各个元素应该是不同的。
    X射线短时间内照射应该是安全的,那么这个段的极限是多少呢,这样说那么我们X射线荧光光谱仪这样的辐射短时间内也应该是比较安全的了。

    hsteel(hsteel) 发表:
    先说一下什么是荧光,就是一种光致发光的现象,用能量较高的光比如紫外线或X射线照射物质时,原子被激发,但高能态的原子是不稳定的,它要跃迁回低能态,这时候便会释放电磁波,这个电磁波成为二次射线,或荧光。一般情况下二次射线或荧光为可见光,所以人们就可以看到了,至于颜色那应该要看他的能量的高低了,落在哪个颜色区间段了。
    CT
    X射线,但并不说明X射线光是安全的,还有医院的X射线胸片,短时间内照射应该是安全的,这些设备的操作室的墙壁好像都是经过特殊处理的。
    再提一个问题,X射线波长约在000101nm之间,那用于XRF分析的X射线荧光的波长范围是多少?

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  • ljzllj

    第4楼2010/05/03

    X射线对人体有穿透作用,但不会残留在人体内,X射线分析室也不会有残余的辐射线存在
    X射线对人体的伤害与人体所接受的X射线辐射剂量有关。国际放射防护委员会(ICRP)建议个人年等效剂量上限为 5mSv(毫西弗)。而天然背景辐射源(如宇宙射线及环境中的砖块岩石)对人类造成的年吸 收剂量约 2mSv,约相当照了 100 张胸部X光片。
    国际辐射防护委员会(ICRP)建议在整个怀孕过程, 母亲腹部表皮的辐射剂量不可超过 2 毫西弗,这些建议都是为了减低婴儿智能 障碍、先天异常、与癌症发生的风险。另外对于没有怀孕与还不确定有怀孕的生育年龄的辐射工作相关妇女,美国辐射防护委员与国际辐射防护委员会并不建议需特别的管制。
    辐射线是影响不孕不育症的环境因素之一,但是低剂量的辐射应不会造成不孕。若一次暴露在100毫西弗时,会变成暂时不孕。2000 毫西弗以上将会成为永久性不孕。
    辐射线与癌症 :当身体接受每一毫西弗的辐射剂量就增加 0.0000165 的 致命癌症机会,约为 1/60000 的机会。X射线所造成的致命癌症几率风险是在万分之一至百万分之一之间 .
    X射线诊断与人体吸收等效剂量单位(毫西弗)
    检查项目    等效剂量    检查项目    等效剂量
    胸部(Chest)    0.02   
    泌尿道摄影(IVP)    2.5
    头部(Skull)    0.03   
    上消化道摄影(UGI series)    3
    腹部(KUB)    0.7   
    大肠钡剂摄影(Barium enema)    7
    骨盆腔(Pelvis)    0.7   
    头部计算机断层(Barium CT)    2
    脊椎(Spine)    1.2   
    胸部计算机断层(Chest CT)    6-8
    双能 X 光骨质密度仪(DEXA)    0.02   
    腹部计算机断层(Abdomen CT)    8-10
    乳房摄影(Mammography)    0.7   
    正子计算机断层(PET / CT)    10

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  • Onway

    第5楼2010/05/03

    个人年等效剂量上限为 5mSv(毫西弗)。荧光仪器说明书上也这么规定!

    老兄给大家讲讲“等效剂量”这个名词吧!

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  • ljzllj

    第6楼2010/05/03

    等 效 剂 量: 用 来 表 示 不 同 种 类 的 辐 射 对 人 体 影 响 的 程 度 , 其 值 越 大 , 影 响 的 程 度 相 对 提 高 。 旧 的 单 位 是 “ 仑 目 ” (rem), 新 的 国 际 单 位 是 “ 西 弗 ” (Sv), 1西 弗 = 100仑 目 、 1西 弗 = 1,000毫 西 弗 、 1毫 西 弗 = 1,000微 西 弗 。
    吸 收 剂 量 : 在 辐 射 防 护 或 医 疗 辐 射 上 , 吸 收 剂 量 指 的 是 身 体 或 其 组 织 器 官 单 位 质 量 上 接 受 辐 射 之 平 均 能 量 。 但 值 得 注 意 的 是 , 对 于 不 同 类 的 游 离 辐 射 , 同 样 的 剂 量 往 往 造 成 不 同 的 健 康 效 益 , 如 同 一 组 织 接 受 相 同 吸 收 剂 量 的 阿 伐 粒 子 与 加 马 射 线 , 对 健 康 的 影 响 程 度 可 能 相 差 20倍 之 多 。
    深 部 等 效 剂 量 : 适 用 于 包 括 头 部 、 身 体 驱 干 、 手 肘 以 上 之 手 臂 、 膝 盖 以 上 之 腿 部 等 部 位 、 身 体 1公 分 深 处 之 体 外 曝 露 。
    浅 部 等 效 剂 量 : 适 用 于 皮 肤 或 四 肢 之 体 外 曝 露 , 指 皮 下 0.007公 分 深 处 组 织 之 等 效 剂 量 。
    眼 球 等 效 剂 量 : 适 用 于 眼 球 水 晶 体 之 体 外 曝 露 , 指 皮 下 0.3公 分 深 处 组 织 之 等 效 剂 量 。
    有 效 等 效 剂 量 : 指 人 体 中 受 照 射 之 各 器 官 或 组 织 之 平 均 等 效 剂 量 乘 以 其 加 权 因 数 之 和 , 至 于 各 器 官 或 组 织 的 加 权 因 数 由 原 子 能 委 员 会 公 告 之 。
    约 定 等 效 剂 量 : 指 单 次 摄 入 放 射 性 物 质 至 体 内 后 , 某 一 器 官 或 组 织 在 五 十 年 内 所 累 积 之 等 效 剂 量 。
    约 定 有 效 等 效 剂 量 : 指 体 内 受 曝 露 器 官 或 组 织 之 约 定 等 效 剂 量 乘 以 加 权 因 数 之 和 。
    集 体 剂 量 : 指 特 定 人 口 曝 露 于 某 辐 射 源 , 群 体 所 受 剂 量 之 总 和 , 单 位 为 人 -西 弗 (人 -仑 目 )。
    活 度 : 放 射 性 同 位 素 在 单 位 时 间 内 , 衰 变 的 次 数 叫 做 活 度 , 活 度 愈 大 , 其 值 愈 大 , 表 示 放 射 性 愈 强 。 旧 单 位 是 居 里 , 新 的 国 际 单 位 是 贝 克 , 1居 里 = 370亿 贝 克 。
    基 本 上 当 一 个 人 在 一 段 时 间 内 全 身 接 受 极 高 的 辐 射 剂 量 时 , 就 可 能 遭 受 某 些 程 度 的 伤 害 。 但 是 , 除 非 有 严 重 的 核 子 事 故 发 生 , 否 则 是 不 易 受 到 辐 射 伤 害 的 。 根 据 实 际 的 估 计 , 一 个 人 每 天 接 受 不 超 过 5毫 西 弗 的 辐 射 剂 量 , 连 续 数 月 并 不 会 对 身 体 有 所 损 害 。 所 以 , 面 对 辐 射 只 要 防 护 得 当 , 实 不 必 对 辐 射 存 有 过 多 疑 惧 。
    一 般 辐 射 剂 量 最 常 用 的 是 等 效 剂 量 与 活 度 ,
    它 们 的 单 位 除 了 仑 目 外 ,
    西 弗 (Sievert)、 居 里 (Curie)、 贝 克 (Becquercl)都 是 原 子 科 学 家 的 名 字 ,
    以 纪 念 他 们 对 辐 射 研 究 的 伟 大 贡 献 。

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  • Onway

    第7楼2010/05/03

    某报道称:
    一次全身CT扫描时所发射的放射线相当于100次X光胸部检查,这个辐射程度跟日本广岛和长崎的原子弹幸存者所受到的放射性照射差不多。每1200个接受全身CT扫描的人中,可能就有1人会因检查长出肿瘤,而那些每年都要例行CT扫描的人来说,患肿瘤的比例是1/50。

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  • hsteel

    第8楼2010/05/03

    那做全身CT还挺有风险的哦

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  • Onway

    第9楼2010/05/03

    呵呵! 看样子风险还挺大的!
    孕妇拍片看婴儿估计也有风险啊!

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  • Onway

    第10楼2010/05/03

    辐射“有理”or“无理”?(转)

      纽约哥伦比亚大学医学中心的放射肿瘤学教授大卫·勃伦纳在《新英格兰医学杂志》上指出,CT扫描带来的辐射毫无疑问会增加患癌风险。虽然一次CT扫描就导致一个人患上癌症的几率不大,但长期接受该检查给公众健康带来的危害不容忽视。许多放射学专家支持该观点的同时持保留态度,因为迄今尚缺乏严格的对照流行病学研究,究竟风险多大依然是个未解之谜。加州大学临床急诊学教授卡尔·舒尔茨表示,“这也许有点危言耸听,辐射当然对人体不利,但CT扫描增加患癌风险这一结论需要确切的证据来支持”。此外,有专家提出质疑,该结论仅仅是依据日本原子弹爆炸受害者数据推测出的理论预测,或许根本不可信。

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