X 射線發生裝置是產生 X 射線的設備,X 射線屬于放射線的一種。
1895 年,威廉?康拉德?倫琴博士發現了 X 射線。由于其具有穿透物質的特性,這一發現被稱為 “世紀大發現",震驚了當時的人們。
如今,X 射線憑借其穿透性,不僅應用于醫療、工業設備等產業領域,還廣泛用于物理、化學研究,X 射線發生裝置也隨之普及到各類場景。尤其作為醫學 X 光檢查的核心設備,這項技術已被大眾廣泛熟知。
X 射線發生裝置在醫療領域應用廣泛,X 光檢查就是其核心應用之一。
當 X 射線照射人體時,皮膚、肺部等密度較低的部位會允許 X 射線穿透,而骨骼、牙齒等密度較高的部位則會吸收 X 射線。利用 X 射線透過度的差異,圖像會形成明暗對比,從而實現人體內部的檢查。
此外,由于能在不破壞產品的前提下觀察內部結構,X 射線發生裝置也用于工業產品檢測。在日常生活中,機場的行李安檢等場景也在使用這項技術。
產生 X 射線的核心部件稱為 X 射線管,其內部為真空環境,由作為陽極的靶材和作為陰極的燈絲構成。
向電極間施加高電壓(數萬至數十萬伏特),陰極燈絲會發射熱電子。
熱電子高速向陽極靶材移動并撞擊,進而產生 X 射線。
電子撞擊靶材并進入原子內部時,大部分能量會轉化為熱能。
部分電子會碰撞原子內的電子,使原子處于不穩定的激發狀態。
激發態的原子會通過釋放能量回到穩定狀態,能量釋放時便會產生 X 射線。
特征 X 射線:原子從激發態躍遷到穩定態時產生的 X 射線。其波長與電子軌道的能量差相等,屬于單一波長且能量較強。由于不同元素的電子軌道能量差具有特異性,因此會產生該元素的 X 射線。這一特性被應用于 X 射線熒光分析法(XRF: X-ray Fluorescence),用于物質成分分析。
連續 X 射線:熱電子撞擊靶材后急速減速時產生的 X 射線,又稱制動 X 射線。其波長因電子撞擊靶材的位置不同而變化,屬于復合波長,主要用于透視檢查等場景。產生的 X 射線中,大部分為連續 X 射線。