X 射線發(fā)生裝置是產(chǎn)生 X 射線的設(shè)備,X 射線屬于放射線的一種。
1895 年,威廉?康拉德?倫琴博士發(fā)現(xiàn)了 X 射線。由于其具有穿透物質(zhì)的特性,這一發(fā)現(xiàn)被稱為 “世紀(jì)大發(fā)現(xiàn)",震驚了當(dāng)時(shí)的人們。
如今,X 射線憑借其穿透性,不僅應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)設(shè)備等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,還廣泛用于物理、化學(xué)研究,X 射線發(fā)生裝置也隨之普及到各類場(chǎng)景。尤其作為醫(yī)學(xué) X 光檢查的核心設(shè)備,這項(xiàng)技術(shù)已被大眾廣泛熟知。
X 射線發(fā)生裝置在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,X 光檢查就是其核心應(yīng)用之一。
當(dāng) X 射線照射人體時(shí),皮膚、肺部等密度較低的部位會(huì)允許 X 射線穿透,而骨骼、牙齒等密度較高的部位則會(huì)吸收 X 射線。利用 X 射線透過度的差異,圖像會(huì)形成明暗對(duì)比,從而實(shí)現(xiàn)人體內(nèi)部的檢查。
此外,由于能在不破壞產(chǎn)品的前提下觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu),X 射線發(fā)生裝置也用于工業(yè)產(chǎn)品檢測(cè)。在日常生活中,機(jī)場(chǎng)的行李安檢等場(chǎng)景也在使用這項(xiàng)技術(shù)。
產(chǎn)生 X 射線的核心部件稱為 X 射線管,其內(nèi)部為真空環(huán)境,由作為陽(yáng)極的靶材和作為陰極的燈絲構(gòu)成。
向電極間施加高電壓(數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)伏特),陰極燈絲會(huì)發(fā)射熱電子。
熱電子高速向陽(yáng)極靶材移動(dòng)并撞擊,進(jìn)而產(chǎn)生 X 射線。
電子撞擊靶材并進(jìn)入原子內(nèi)部時(shí),大部分能量會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。
部分電子會(huì)碰撞原子內(nèi)的電子,使原子處于不穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)。
激發(fā)態(tài)的原子會(huì)通過釋放能量回到穩(wěn)定狀態(tài),能量釋放時(shí)便會(huì)產(chǎn)生 X 射線。
特征 X 射線:原子從激發(fā)態(tài)躍遷到穩(wěn)定態(tài)時(shí)產(chǎn)生的 X 射線。其波長(zhǎng)與電子軌道的能量差相等,屬于單一波長(zhǎng)且能量較強(qiáng)。由于不同元素的電子軌道能量差具有特異性,因此會(huì)產(chǎn)生該元素的 X 射線。這一特性被應(yīng)用于 X 射線熒光分析法(XRF: X-ray Fluorescence),用于物質(zhì)成分分析。
連續(xù) X 射線:熱電子撞擊靶材后急速減速時(shí)產(chǎn)生的 X 射線,又稱制動(dòng) X 射線。其波長(zhǎng)因電子撞擊靶材的位置不同而變化,屬于復(fù)合波長(zhǎng),主要用于透視檢查等場(chǎng)景。產(chǎn)生的 X 射線中,大部分為連續(xù) X 射線。