2013臨床醫(yī)師實(shí)踐技能考試輔導(dǎo)：X射線的發(fā)展及原理

  　X射線的發(fā)展 

　　X射線是19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)（X射線1895年、放射線1896年、電子1897年）之一，這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生。

　　自倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，許多物理學(xué)家都在積極地研究和探索，1905年和1909年，巴克拉曾先后發(fā)現(xiàn)X射線的偏振現(xiàn)象，但對(duì)X射線究竟是一種電磁波還是微粒輻射，仍不清楚。1912年德國(guó)物理學(xué)家勞厄發(fā)現(xiàn)了X射線通過(guò)晶體時(shí)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，證明了X射線的波動(dòng)性和晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期性，發(fā)表了《X射線的干涉現(xiàn)象》一文。

　　勞厄的文章發(fā)表不久，就引起英國(guó)布拉格父子的關(guān)注，當(dāng)時(shí)老布拉格（WH.Bragg）已是利茲大學(xué)的物理學(xué)教授，而小布拉格（WL.Bragg）則剛從劍橋大學(xué)畢業(yè)，在卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。由于都是X射線微粒論者，兩人都試圖用X射線的微粒理論來(lái)解釋勞厄的照片，但他們的嘗試未能取得成功。年輕的小布拉格經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，成功地解釋了勞厄的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。他以更簡(jiǎn)潔的方式，清楚地解釋了X射線晶體衍射的形成，并提出了著名的布拉格公式：nX=Zdsino這一結(jié)果不僅證明了小布拉格的解釋的正確性，更重要的是證明了能夠用X射線來(lái)獲取關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的信息。

　　1912年11月，年僅22歲的小布位格以《晶體對(duì)短波長(zhǎng)電磁波衍射》為題向劍橋哲學(xué)學(xué)會(huì)報(bào)告了上述研究結(jié)果。老布拉格則于1913年元月設(shè)計(jì)出第一臺(tái)X射線分光計(jì)，并利用這臺(tái)儀器，發(fā)現(xiàn)了特征X射線。小布拉格在用特征X射線分析了一些堿金屬鹵化物的晶體結(jié)構(gòu)之后，與其父親合作，成功地測(cè)定出了金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，并用勞厄法進(jìn)行了驗(yàn)證。金剛石結(jié)構(gòu)的測(cè)定完美地說(shuō)明了化學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為的碳原子的四個(gè)鍵按正四面體形狀排列的結(jié)論。這對(duì)尚處于新生階段的X射線晶體學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的事件，它充分顯示了X射線衍射用于分析晶體結(jié)構(gòu)的有效性，使其開(kāi)始為物理學(xué)家和化學(xué)家普遍接受。月設(shè)計(jì)出第一臺(tái)X射線分光計(jì)，并利用這臺(tái)儀器，發(fā)現(xiàn)了特征X射線。小布拉格在用特征X射線分析了一些堿金屬鹵化物的晶體結(jié)構(gòu)之后，與其父親合作，成功地測(cè)定出了金剛石的晶體結(jié)構(gòu)，并用勞厄法進(jìn)行了驗(yàn)證。金剛石結(jié)構(gòu)的測(cè)定完美地說(shuō)明了化學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為的碳原子的四個(gè)鍵按正四面體形狀排列的結(jié)論。這對(duì)尚處于新生階段的X射線晶體學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的事件，它充分顯示了X射線衍射用于分析晶體結(jié)構(gòu)的有效性，使其開(kāi)始為物理學(xué)家和化學(xué)家普遍接受。

　　X射線的原理 

　　當(dāng)接通電源，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，整機(jī)便開(kāi)始工作。由主控器發(fā)出的脈沖信號(hào)，經(jīng)功率放大，倍壓產(chǎn)生高壓給X射線管陽(yáng)極，同樣主控Ⅱ發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)放大給X射線管燈絲，使X射 21EHERO-50XA線管產(chǎn)生X射線，并通過(guò)數(shù)顯面板顯示出相應(yīng)的值KV/μA.此時(shí)被測(cè)物體放在X射線源與像增強(qiáng)器之間，像增強(qiáng)器的顯示屏就顯示出被透視物的清晰圖像。為使儀器穩(wěn)定可靠地工作，系統(tǒng)采用脈沖寬調(diào)技術(shù)，使管電流、管電壓保持恒定，X射線管以最佳狀態(tài)工作。并有高壓慢啟動(dòng)功能，使X射線管陽(yáng)極無(wú)高壓過(guò)沖現(xiàn)象。主控制器采用微型貼片器件，并以20KHz頻率工作，使整個(gè)系統(tǒng)效率大為提高，消除了噪聲，為操作人員提供了安靜的使用環(huán)境，同時(shí)也縮小了體積。透視儀電源采用高頻高效率開(kāi)關(guān)電源，并具有全面的保護(hù)措施。為確保透視儀的安全，整機(jī)加有多種保護(hù)裝置，使其安全可靠。