X射线的原理(x射线和CT一样吗)

一、X射线与γ射线的基本区别是什么

X射线与γ射线虽然都属电磁波,但它们是有区别的：

（1）产生的机理不同：X射线是原子的内层电子受激辐射的；γ射线是原子核受激辐射的；

（2）光子能量不同：γ射线比X射线光子能量高,因此,γ射线的频率较高,波长较短；

（3）穿透能力不同：二者都有穿透能力,但γ射线波长更短,穿透能力更强.

二、X射线简介

目录 1拼音 2英文参考 3概述 4 X线的产生（xray production） 5 X线的发现（discovery of Xray） 6 X线的性质（nature of xray） 7 X线的特性（Characteristics of Xray） 7.1物理效应（physics effect） 7.1.1穿透性 7.1.2荧光效应 7.1.3摄影效应 7.1.4电离效应 7.2化学效应（chemical effect） 7.3生物效应（biologicaleffect） 8 X线的发生程序（The occurrence of X ray procedures） 9 X线成像的基本原理 10软X线（soft Xray） 11参考资料这是一个重定向条目，共享了X线的内容。为方便阅读，下文中的 X线已经自动替换为 X射线，可点此恢复原貌，或使用备注方式展现 1拼音

X shè xiàn

2英文参考

xray

3概述

1895年，德国科学家伦琴发现了具有很高能量，肉眼看不见，但能穿透不同物质，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线。为纪念发现者，后来也称为伦琴射线，现简称X射线（Xray）。一般说，高速行进的电子流被物质阻挡即可产生X射线。具体说，X射线是在真空管内高速行进成束的电子流撞击钨（或钼）靶时而产生的。[1]

4 X射线的产生（xray production）

X射线是由能量的转换而产生的。在使用X射线成像时，利用高能电子轰击（电子电离）金属靶面，产生x线。也就是说，X射线是在X射线管中产生的。[1]

X射线管之所以能产生x线，还必须具备3个条件：电子源、高速电子的产生、电子的骤然减速。[1]

5 X射线的发现（discovery of Xray）

1895年11月8日，当威廉·康拉德·伦琴用一个高真空玻璃管和一台能产生高压的小型机器做实验时，发现了X射线。第一张X射线照片是伦琴说服自己的夫人作为实验者，于1895年11月22日拍摄的手部的照片。伦琴是一名德国物理学家，1901年被授予诺贝尔物理学奖。伦琴于1923年2月10日逝世。[1]

6 X射线的性质（nature of xray）

x线是高能电子与物质相互作用时产生的高能电磁辐射线。它与无线电波、可见光、γ射线一样具有一定的波长和频率。也就是说，x线的本质是一种电磁波（electromagic wave）。由于X射线光子能量很大，可使物质产生电离，故又属于电离辐射线。[1]

X射线具有二象性——微粒性和波动性，这也是X射线的本质之一。X射线在传播时表现了它的波动性，具有频率和波长，并有干涉、衍射、反射和折射现象；x线在与物质作用时表现出粒子性质，每个光子具有一定能量，能产生响应的效应，如光电效应、康普顿效应等。[1]

7 X射线的特性（Characteristics of Xray） 7.1物理效应（physics effect）

体现为穿透性（perability）、荧光作用（fluorescent effect）、热作用（heat effect）、干涉（interference）、衍射（diffraction）、反射（reflection）、折射（refraction）作用、电离作用（ionization）[1]。

X射线是一种波长很短的电磁波。波长范围为0.0006～50nm。目前X射线诊断常用的X射线波长范围为0.008～0.031nm（相当于40～150kV时）。在电磁辐射谱中，居γ射线与紫外线之间，比可见光的波长要短得多，肉眼看不见。

除上述一般物理性质外，X射线还具有以下几方面与X射线成像相关的特性：

7.1.1穿透性

X射线波长很短，具有很强的穿透力，能穿透一般可见光不能穿透的各种不同密度的物质，并在穿透过程中受到一定程度的吸收即衰减。X射线的穿透力与X射线管电压密切相关，电压愈高，所产生的X射线的波长愈短，穿透力也愈强；反之，电压低，所产生的X射线波长愈长，其穿透力也弱。另一方面，X射线的穿透力还与被照体的密度和厚度相关。X射线穿透性是X射线成像的基础。

7.1.2荧光效应

X射线能激发荧光物质（如硫化锌镉及钨酸钙等），使产生肉眼可见的荧光。即X射线作用于荧光物质，使波长短的X射线转换成波长长的荧光，这种转换叫做荧光效应。这个特性是进行透视检查的基础。

7.1.3摄影效应

涂有溴化银的胶片，经X射线照射后，可以感光，产生潜影，经显、定影处理，感光的溴化银中的银离子（Ag+）被还原成金属银（Ag），并沉淀于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从X射线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色。依金属银沉淀的多少，便产生了黑和白的影像。所以，摄影效应是X射线成像的基础。

7.1.4电离效应

X射线通过任何物质都可产生电离效应。空气的电离程度与空气所吸收X射线的量成正比，因而通过测量空气电离的程度可计算出X射线的量。X射线进入人体，也产生电离作用，使人体产生生物学方面的改变，即生物效应。它是放射防护学和放射治疗学的基础。

7.2化学效应（chemical effect）

感光作用（sensitising effect）、着色作用（shading effects）[1]。

7.3生物效应（biologicaleffect）

生物细胞在一定量的X射线照射下，可产生抑制、损伤、甚至坏死[1]。

8 X射线的发生程序（The occurrence of X ray procedures）

X射线的发生程序是接通电源，经过降压变压器，供X射线管灯丝加热，产生自由电子并云集在阴极附近。当升压变压器向X射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射线，其余99%以上则转换为热能。前者主要由X射线管窗口发射，后者由散热设施散发。

9 X射线成像的基本原理

X射线之所以能使人体在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X射线的特性，即其穿透性、荧光效应和摄影效应；另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别，当X射线透过人体各种不同组织结构时，它被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X射线量即有差异。这样，在荧屏或X射线上就形成黑白对比不同的影像。

因此，X射线影像的形成，应具备以下三个基本条件：首先，X射线应具有一定的穿透力，这样才能穿透照射的组织结构；第二，被穿透的组织结构，必须存在着密度和厚度的差异，这样，在穿透过程中被吸收后剩余下来的X射线量，才会是有差别的；第三，这个有差别的剩余X射线，仍是不可见的，还必须经过显像这一过程，例如经X射线片、荧屏或电视屏显示才能获得具有黑白对比、层次差异的X射线影像。

人体组织结构，是由不同元素所组成，依各种组织单位体积内各元素量总和的大小而有不同的密度。人体组织结构的密度可归纳为三类：属于高密度的有骨组织和钙化灶等；中等密度的有软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织以及体内液体等；低密度的有脂肪组织以及存在于呼吸道、胃肠道、鼻窦和乳突内的气体等。

当强度均匀的X射线穿透厚度相等的不同密度组织结构时，由于吸收程度不同，在X射线片上或荧屏上显出具有黑白（或明暗）对比、层次差异的X射线影像。

在人体结构中，胸部的肋骨密度高，对X射线吸收多，照片上呈白影；肺部含气体密度低，X射线吸收少，照片上呈黑影。

X射线穿透低密度组织时，被吸收少，剩余X射线多，使X射线胶片感光多，经光化学反应还原的金属银也多，故X射线胶片呈黑影；使荧光屏所生荧光多，故荧光屏上也就明亮。高密度组织则恰相反

病理变化也可使人体组织密度发生改变。例如，肺结核病变可在原属低密度的肺组织内产生中等密度的纤维性改变和高密度的钙化灶。在胸片上，于肺影的背景上出现代表病变的白影。因此，不同组织密度的病理变化可产生相应的病理X射线影像。

人体组织结构和器官形态不同，厚度也不一致。其厚与薄的部分，或分界明确，或逐渐移行。厚的部分，吸收X射线多，透过的X射线少，薄的部分则相反，因此，X射线投影可有图113所示不同表现。在X射线片和荧屏上显示出的黑白对比和明暗差别以及由黑到白和由明到暗，其界线呈比较分明或渐次移行，都是与它们厚度间的差异相关的。图113中的几种情况，在正常结构和病理改变中都有这种例子。

由此可见，密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是X射线成像的基本条件。应当指出，密度与厚度在成像中所起的作用要看哪一个占优势。例如，在胸部，肋骨密度高但厚度小，而心脏大血管密度虽低，但厚度大，因而心脏大血管的影像反而比肋骨影像白。同样，胸腔大量积液的密度为中等，但因厚度大，所以其影像也比肋骨影像为白。需要指出，人体组织结构的密度与X射线片上的影像密度是两个不同的概念。前者是指人体组织中单位体积内物质的质量，而后者则指X射线片上所示影像的黑白。但是物质密度与其本身的比重成正比，物质的密度高，比重大，吸收的X射线量多，影像在照片上呈白影。反之，物质的密度低，比重小，吸收的X射线量少，影像在照片上呈黑影。因此，照片上的白影与黑影，虽然也与物体的厚度有关，但却可反映物质密度的高低。在术语中，通常用密度的高与低表达影像的白与黑。例如用高密度、中等密度和低密度分别表达白影、灰影和黑影，并表示物质密度。人体组织密度发生改变时，则用密度增高或密度减低来表达影像的白影与黑影。

10软X射线（soft Xray）

三、X射线的产生原理

产生X射线的原理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（以光子形式放出，形成X光光谱连续部分。通过加大加速电压，电子携带的能量增大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。

X射线的产生途径是电子的韧制辐射，用高能电子轰击金属，如果电子能量很大就可以产生x射线；原子的内层电子跃迁也可以产生x射线，量子力学的理论，电子从高能级往低能级跃迁时候会辐射光子，如果能级的能量差比较大，就可以发出x射线波段的光子。

扩展资料：

X射线的应用

1、X射线应用于医学诊断。由于X射线穿过人体时，受到不同程度的吸收，这样便携带了人体各部密度分布的信息，在荧光屏上或摄影胶片上引起的荧光作用或感光作用的强弱就有较大差别，因而在荧光屏上或摄影胶片上(经过显影、定影)将显示出不同密度的阴影。

2、X射线应用于治疗，主要依据其生物效应，应用不同能量的X射线对人体病灶部分的细胞组织进行照射时，即可使被照射的细胞组织受到破坏或抑制，从而达到对某些疾病，特别是肿瘤的治疗目的。

3、工业领域。X射线可激发荧光、使气体电离、使感光乳胶感光，故X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测研究领域，晶体的点阵结构对X射线可产生显著的衍射作用，X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。

参考资料来源：百度百科-X射线

四、什么是X射线

X射线，是一种频率极高，波长极短、能量很大的电磁波。X射线的频率和能量仅次于伽马射线，频率范围30PHz~300EHz，对应波长为1pm~10nm，能量为124eV~1.24MeV。X射线具有穿透性，但人体组织间有密度和厚度的差异，当X射线透过人体不同组织时，被吸收的程度不同，经过显像处理后即可得到不同的影像。