【中華百科全書●科學●X射線】

楊籍富

【中華百科全書●科學●X射線】

 

X射線是一種波長極短（埃〔Å〕，1埃=10-10公尺）的電磁波。

 

是德國人倫琴（W.K.Röntgen）於西元一八九五年所發現。

 

X射線依其產生之方式，可分成兩大類：第一種屬於特性X射線（CharacteristicX-rays）是由高速電子將原子內層軌道上的電子電離撞出，原子外層電子掉入內層軌道上之空位時，其多餘之能量以光子放出，所產生之射線在光譜上為一明線，稱之為特性X射線。

 

其能量和該原子的原子序及其變遷之兩軌道層有關。

 

由n層軌道到m層軌道所產生之特性X射線的能量可寫成ΔE=hδn-m=hR(z-a)2（方程式1）此式是一九一三年毛斯里（Moseley）所發現，式中v是X射線之頻率，h是蒲朗克常數，c是光速，R是Rydberg's常數，Z是原子序，（Z-a）是有效原子核之正電荷數。

 

圖一所示是電子由L軌道掉至K軌道產生KαX射線之過程。

 

特性X射線具有較高的能量和單一波長性，廣泛以繞射和光譜技術用之於物理、化學，及生物科學上，做成分分析及結構之測定。

 

第二種屬於連續光譜X射線（WhiteX-rays），是由高速電子撞到靶（Target）物質內被制止（Bremstrahlung），作減速運動時所放出的連續能量的射線。

 

此種射線能量較低，在醫學上之放射治療及診斷，用途很廣。

 

另一種X射線產生之方式，是在同步輻射加速器內做圓周運動之電子，在適當能量加速下也會產生X射線。

 

圖二所示是一X射線之光譜，包括連續光譜X射線（圖中虛線表示部分）及特性X射線（圖中實線表示部分）。

 

產生X射線之光管構造示於圖三。

 

在高真空管內，燈絲加熱產生游離電子，游離電子經高壓裝置加速撞擊到金屬靶上，視撞擊電子能量大小。

 

而有連續光譜X射線及特性光譜X射線產生，因X射線裝置之能量轉換率很低，大約只有百分之一，其他百分之九十九能量，在靶物質內產生熱量，所以靶的溫度很高，必須冷卻之。

 

X射線光子能量很高，對物質有極大穿透力，照射對人體會造成不良影響，故必須注意安全措施，妥善使用。

 

（周傳心）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=10412