第一章 X射线基础
第一章 X射线基础（续）
1.6 晶体对X射线的衍射
射线照射到晶体上发生散射，其中衍射现象是射线被晶体散射的一种特殊表现。晶体的基本特征是其微观结构（原子、分子或离子的排列）具有周期性，当射线被散射时，散射波中与入射波波长相同的相干散射波，会互相干涉，在一些特定的方向上互相加强，产生衍射线。晶体可能产生衍射的方向决定于晶体微观结构的类型（晶胞类型）及其基本尺寸（晶面间距，晶胞参数等）；而衍射强度决定于晶体中各组成原子的元素种类及其分布排列的坐标。晶体衍射方法是目前研究晶体结构最有力的方法&&&&&&&&&&&&&&&&&&
& &&&&&&&&①&&&②
③ ④& &&⑤&&& ⑥& ⑦
因子①与实验条件有关：为样品受照射的面积，为衍射仪圆的扫描半径；
因子②是一些物理常数：为电子的电荷，为电子的质量，为光速，λ为实验时射线的波长；
因子③称作多重性因子，在粉末衍射中，晶面间距相等的晶面其衍射角相等，由于对称性的联系，这些晶面可能有种晶面指标；
因子④中是单位晶胞的体积；
因子⑤是衍射仪条件下的洛伦茨偏振因子；
因子⑥为温度因子，原子的热振动将使衍射减弱,故衍射强度与温度有关；
因子⑦ 是衍射仪条件下的吸收因子，它只和样品的吸收性质有关。
&&&&& 下一节【果壳问答必备常识，妈妈再也不用担心我不会回答了】射线无损检测的物理基础：工业用X射线和γ射线的细节 | Geek爱分享小组 | 果壳网 科技有意思
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果壳问答上大多数关于辐射、电离辐射、核辐射的有关问题，基本都可以通过这里“复制粘贴”成为答案（误），妈妈再也不用担心我不会回答了（无误）。有需要的朋友，只需在答案后面的参考资料引用这篇日志：就可以了。本人回答关于X射线和γ射线的问题，也基本在这里找资料~关于射线靠谱的文献资料去哪里找，来这里吧~想见一见工业用X射线机和γ射线放射源的真容，也可以来这里~---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------射线无损检测的物理基础：工业用X射线和γ射线的细节辐射，这个可以引起人可怕联想的词汇，常常出现在果壳问答，同时也是许多谣言所涉及话题：辐射的危害。 未知带来恐惧，我们需要了解辐射的本质，这样许多谣言不攻自破。 我们所说广义辐射分为两种，第一种是非电离辐射，可见光和无线电波等都属于这个范畴。第二种是电离辐射，这类辐射具有足够的动能并能直接或间接引起物质电离，电离辐射包括带电粒子辐射（如正、负电子和β粒子，质子和α粒子等）和不带电粒子辐射（如X、γ光子和中子等）。物质原子或分子受外界影响失去或得到电子从而成为带电离子的过程称作电离。
X射线和γ射线本质上也是属于电磁辐射，但是具有引起物质电离能力，所有划归为电离辐射，简称辐射。 经典电动力学告诉我们，带电粒子在加速或减速时必然伴随电磁辐射（所以电磁辐射无处不在）。 许多谣言往往是混淆科学概念，造成理解上误差，例如把电磁辐射里的非电离辐射和电离辐射混淆（见下图，来源于中国之声新浪微博）。 为什么电离辐射的危害大？从X射线和γ射线的性质谈起。 X射线和γ射线与无线电波、红外线、可见光、紫外线等都属于电磁波，本质上是由微观粒子--光子组成的束流，其区别只是在于波长不同以及产生方法不同，因此X射线和γ射线这类电离辐射具有电磁波的共性，同时也具有不同于可见光和无线电波等其他电磁辐射的特性。X射线和γ射线具有以下性质：1.在真空中以光速直线传播。 2.本身不带电，不受电场和磁场影响。 3.在媒质界面上只能发生漫反射，而不能像可见光那样产生镜面反射；X射线和γ射线的折射系数非常接近于1，所以折射的方向改变不明显。 4.可以发生干涉和衍射现象，但只能在非常小的，例如，晶体组成的光阑中才能发生这样现象。 5.不可见，能够穿透可见光不能穿透的物质。 6.在穿透物质过程中，会与物质产生复杂的物理和化学作用，例如，电离作用、荧光作用、热作用以及光化学作用。7.具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。正是X射线和γ射线具有第6、7点如此凶残的能力，而可见光和无线电波等其他电磁辐射不具有这类性质，简直弱爆了。 接下来，我们一起来详解X射线和γ射线，把他们“剥皮解剖”。 X射线的产生以及其特点X射线是在1895年，由德国物理学家伦琴()发现的，当年这哥们还给老婆拍了人类历史上第一张X光照片（PS：当科学家的家属可以免费感受前沿科技）。当时还不知道这种能引起底片曝光的射线本质是什么，所以特意命名为“X”射线，X代表未知、待定。 1901年，首届诺贝尔物理学奖授予伦琴以表彰他为人类作出的卓著贡献。
X射线的产生：射线无损检测中所使用的X射线是在X射线管中产生的，X射线管是一个具有阴阳两极的真空管，阴极是钨丝，阳极是金属制成的靶。在阴阳两极之间加有很高的直流电压（管电压），当阴极加热到白炽状态时释放出大量电子，这些电子在高压电场中被加速，从阴极飞向阳极，最终以很大速度撞击在金属靶上，失去所具有的动能，这些动能绝大部分转换为热能，仅有极少一部分转换为X射线向四周辐射。X射线的能量是由X射线管的管电压决定的。 大学教射线检测的老师归纳： 高速运动的电子，被阳极靶刹车，产生的加速度导致辐射，辐射由光子的形式发出，该光子就是X射线。目前常规的X射线设备产生X射线的原理都是如此，包括机场等场合所用的X光安检设备、医疗领域所用的X光诊断设备等。 下图为：工业用X射线无损检测所用的X射线管。下图为：工业用X射线探伤机的操作台。 X射线特点：当带电粒子与原子碰撞（更确切地说是与原子核的库伦场相互作用）发生遽然减速时，由此伴随产生的电磁辐射称为韧致辐射，从X射线的产生机制看，正是属于这种类型的电磁辐射：大量电子与靶相撞，少量电子经一次撞击就失去全部动能，而大部分电子经过多次制动逐步丧失动能，因此，X射线具有各种波长，波谱呈连续分布。 γ射线的产生以及其特点背景知识：
凡是具有一定质子数、中子数并处于特定能量状态的原子或原子核称为核素，目前已知的核素有2000多种，分别属于100多种元素，一种元素可包含多种核素。 同一种元素的原子必定具有相同的核电荷数，即核内的质子数相同，但是核内的中子数却可以不同。这些质子数相同而中子数不同的各种原子互为同位素。 核素可分为稳定和不稳定的两类，不稳定的核素又称放射性核素，它遵循能量最低原理，尽可能使体系的能量最低，所以它自发地放出某种射线，例如γ射线，而变成另一种元素。 天然的放射性核素来源于自然界存在的矿物，一般质子数≥83的许多元素及其化合物具有放射性；而人工制造的放射性核素，一般是用高能粒子轰击稳定核素的核，使其变成放射性核素，目前工业用γ射线无损检测所用的均为人工放射性核素。γ射线的产生：γ射线是放射性同位素经过α衰变或β衰变后，在激发态向稳定态过渡的过程中从原子核内部发出的，这一过程称为γ衰变。以放射性同位素钴Co60为例，Co60经过一次β衰变成为处于2.5MeV激发态的Ni60，随后放出能量分别为1.17MeV和1.33MeV的两种γ射线而跃迁到基态。γ射线的特点：γ射线的能量是由放射性同位素种类所决定的。一种放射性同位素可能放出许多种能量的γ射线，因此其能谱为线状谱，线谱只出现在特定波长的若干点上。放射性同位素的原子核衰变是自发进行的，对于任意一个放射性核，它何时衰变具有偶然性，不可预测，但对于足够多的放射性核的集合，它的衰变规律服从统计规律，呈现指数衰减。 下图为：工业用γ射线探伤机，里面含有放射性同位素。 上面中国之声的谣言，把电脑等家电的灰尘当成是放射性同位素聚集的核尘埃，真是节操全掉了。电脑等家电微弱的电磁辐射可以使普通物质变成放射性同位素，这不科学啊。
射线的危害： 射线的最直接的危害就是使人体细胞的原子或分子电离，破坏其本身的结构并导致功能损伤。 (1)随机性效应损伤：
癌症几率增大。
后代遗传基因变异。 (2)确定性效应损伤：
局部红斑、溃疡、坏死。
器官功能丧失。
危及生命 。 小剂量慢性照射引起的辐射效应主要是“随机性效应”，其发生的概率与受照的组织或器官有关。 当辐射对人体细胞造成的伤害超过人类的组织和器官的自我修复能力，例如受到大剂量急性照射，这时候引起的辐射效应主要是“确定性效应”，直接会造成大量细胞死亡而发生不可修复的损害。 普通人只会遇到小剂量慢性照射，例如去医院拍个胸透X光片或者做个CT，这只引起的“随机性效应”，医用的射线机属于第III类射线装置，能量最低了。第II类射线装置：能量小于100MeV的工业探伤用X射线机和加速器。第I类射线装置：能量大于100MeV，应该是那些做高能原子碰撞实验的仪器。 那么同一种射线，在同等强度的辐射下，对身体哪部位/机能伤害最大？ 根据国际放射防护委员会（ICRP）的“各组织或器官的组织权重因子表”，同等强度的辐射下，对射线越是敏感的组织，权重因子的数值越大。 权重因子最高的组织为：性腺，数值0.2 。 第二位：骨髓、结肠、肺、胃，均为0.12 。 第三位：膀胱、乳腺、肝、食道、甲状腺，均为0.05 。 这表明，吸收了相同当量剂量的射线，人类的睾丸或卵巢最易受到伤害 。
朋友，遇到上面的标志，代表前方高能反应（误），请当心。
参考资料： 《射线检测》全国特种设备无损检测人员资格考核统编教材。
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杀花～现在好多人都混淆了电离辐射和非电离辐射，给他们讲解的时候，还完全讲不通。
超声波无损检测员
引用 的话：杀花～现在好多人都混淆了电离辐射和非电离辐射，给他们讲解的时候，还完全讲不通。所以要坚持科普，提高果壳er的科学素养~认真回答所有关于辐射的问题~即使复制粘贴，也无所谓~
引用 的话：杀花～现在好多人都混淆了电离辐射和非电离辐射，给他们讲解的时候，还完全讲不通。没错！
好东西，还是科普题材好，虽然没太看懂。
问题：gamma辐射也是电磁波嘛？
超声波无损检测员
引用 的话：问题：gamma辐射也是电磁波嘛？是啊~是放射性同位素衰变过程中释放的光子~
引用 的话：是啊~是放射性同位素衰变过程中释放的光子~费曼图怎么画？
我先留下脚印，等等再看，看到半中央卡住了╭(╯^╰)╮
超声波无损检测员
引用 的话：费曼图怎么画？这个没接触过。
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临床医生为了明确诊断，常需要病人到放射科做各种检查，如透视、摄片、消化道钡餐以及特殊的造影等。因而经常会遇见病人向放射科医生提出这样或者那样的问题，其中最多最普遍的问题是：这些检查对我的健康影响大吗?要回答这个问题不是简单一句话就能说明白的，具体情况要具体对待
首先要从X线的基本原理谈起。X线是德国物理学家伦琴·威廉·康拉德于日发现的。当时由于人们对这种射线不了解，就给它取了个未知数“X”的名字，后来人们便称它为“X射线”。X线对人体健康确有一定危害，X线照射量越大，对人体的损害就越大。X线照射量可在身体内累积，其主要危害是对人体血液成分中的白细胞具有一定的杀伤力，使人体血液中的白细胞数量减少，进而导致机体免疫功能下降，使病菌容易侵入机体而发生疾病。根据X线理论原理，病人在X线检查时，安全照射量应在100伦琴以内，按这个照射量再制定出容许的照射次数和时间。如胸部透视在几天以内总的积累不应超过12分钟，胃肠检查不应超过10分钟。至于摄片检查因部位不同，照射量多不同，所以相应的容许照射次数也不同。病人在一年当中做2～3次检查对健康的影响是微不足道的。而且随着医学影像学的不断发展，目前胶片及暗盒夹都采用了“感绿屏”和“感绿片”，这样X线照射量要比原来剂量还要减少1/2量，从而更加保护了病人的健康，且诊断效果没有丝毫降低。此外，近年来各大医院均采用摄片为主、透视为辅的方式。一方面是为了减少病人过多摄入X线量(透视比摄片X线量大)，另一方面也可为诊断疾病留有依据，以便于治疗和复查对比
虽说X线检查对绝大多数人是安全的，但仍应强调，由于胎儿、婴幼儿、儿童对X线非常敏感，故孕妇和婴幼儿、儿童应尽量避免X线检查。如果必须检查，特别是作骨盆测量或胎儿检查时，则曝光次数不得超过2～3次。对婴幼儿的X线检查最好仅将被检查部位暴露，其余部分均应遮盖。在正常情况下，如果不超过容许照射时间及次数应该是相对安全的。但是对于X线的敏感性每个人是不相同的，它还与人体的一般健康状况有关系，更重要的是所谓安全照射量并不保证对遗传因子也是安全的，因为目前对于足以影响遗传的照射量究竟是多少还不十分明确。但是，从预防角度来看，X线检查次数还是越少越好
参考资料：http://www.zyyuce.net/bbs/printpage.asp?BoardID=30&ID=14292
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中文名称：X射线 英文名称：X-ray 定义：由高速电子撞击物质的原子所产生的电磁波。
波长介于紫外线和γ射线 间的电磁辐射。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～10埃范围内的称软X射线。
　　X射线是德国物理学家伦琴发现的，所以又叫伦琴射线。它是一种波长很短的电磁波，波长在~10nm到~0.1nm左右，有很大的穿透能力，能使照相胶片感光，使某些物质发荧光，并能使气体游离。对机体细胞有很强的破坏作用。通常以1nm作为分界线，分为硬X射线（波长1nm），硬X射线的穿透和对细胞的破坏作用更强。
解答：是电磁波！详情如下
按带电性质，所有的射线分为大类：
1、带电的射线，如：α，Ρ（质子），β 等
2、电磁辐射，如：γ(伽玛射线),χ射线 等
3、中性射线，如：n(中子)，v（中微子） 等
γ(伽玛射线),X射线本质上和光波是一样的，都是电磁波，只是波长比普通光波更短罢了。
α（阿尔法）粒子就是氦原子核，带有两个单位正电荷。
β（贝塔）粒子有贝塔正粒子，就是正电子，带一个单位正电荷，贝塔负粒子，就是一般说的电子，带一个单位负电荷。
x射线是一种波长介于紫外线和γ射线 间的电磁辐射。X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为（20～0.06）×10-8厘米之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应，波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线，1～10埃范围内的称软X射线。
医学上应用于医学影像，比如胸透。
X射线的产生
　　X射线波长略大于0.5纳米的被称作软X射线。波长短于0.1纳米的叫做硬X射线。硬X射线与波长长的(低能量)伽马射线范围重叠，二者的区别在于辐射源，而不是波长：X射线光子产生于高能电子加速，伽马射线则来源于原子核衰变.
　　产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为制动辐射。通过加大加速电压，电子携带的能量增大，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。
　　X射线是波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线。波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.1～1埃范围内的称硬X射线...
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