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第三节 X线的本质与特性
一、X线的本质
X线本质是一种电磁波。它与无线电波、可见光、γ射线一样都具有一定的波长和频率。由于X线光子能量大，可使物质产生电离，故又属于电磁波中的电离辐射。X线与其他电磁波一样，具有波动和微粒的二重性，这是X线的本质。
（一）X线的微粒性
把X线看作是一个个的微粒—光子组成的，光子具有一定的能量和一定的动质量，但无静止质量。X线与物质作用时表现出微粒性，每个光子具有一定能量，能产生光电效应，能激发荧光物质发出荧光等现象。
（二）X线的波动性
X线具有波动特有的现象—波的干涉和衍射等，它以波动方式传播，是一种横波。X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。
二、X线 特 性
X线特性指的是X线本身的性能，它具有以下特性：
（一）物理效应
1.穿透作用
X线具有一定的穿透能力。波长越短，穿透作用越强。穿透力与被穿透物质的原子序数、密度和厚度呈反比关系。
2.荧光作用
荧光物质，如钨酸钙、氰化铂钡等，在X线照射下被激发，释放出可见的荧光。
3.电离作用
物质在足够能量的X线光子照射下，能击脱物质原子轨道的电子，产生电离。电离作用是X线剂量、X线治疗、X线损伤的基础。
4.干涉、衍射、反射与折射作用
X线与可见光一样具有这些重要的光学特性。它可在X线显微镜、波长测定和物质结构分析中得到应用。
（二）化学效应
1.感光作用
X线具有光化学作用，可使摄影胶片感光。
2.着色作用
某些物质经X线长期照射后，使其结晶脱水变色。如铅玻璃经X线长期照射后着色。
（三）生物效应
X线是电离辐射，它对生物细胞，特别是增殖性强的细胞有抑制、损伤甚至使其坏死的作用，它是放射治疗的基础。
三、X线的产生效率
产生X线所消耗的总能量与阴极电子能量之比，称作X线发生效率。
η=消耗的总能量/阴极电子能量=k·V2ZI/VI=kVZ
式中，V：管电压，Z：靶物质原子序数，I：管电流，K：系数。
在X线诊断领域内，k=1.1×10 -6。例如，管电压为100kV，靶物质为钨（w，原子序数74）时，X线产生的效率η=10-6×74×100=0.0074，即只有0.74%作为X线能量被利用，其余则为产生的热量。