x射线衍射仪的特性以及应用

    科学家们逐渐揭示了x射线衍射仪的本质，作为一种波长极短，能量很大的电磁波，x射线衍射仪的波长比可见光的波长更短(约在0.001～100纳米，医学上应用的x射线衍射仪波长约在0.001～0.1纳米之间)，它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。因此，x射线衍射仪除具有可见光的一般性质外，还具有自身的特性。正由于x射线衍射仪的特性，使其在发现后不久，很快在物理学、工业、农业和医学上得到广泛的应用，特别是在医学上，x射线衍射仪技术已成为对疾病进行诊断和治疗的专门学科，在医疗卫生事业中占有重要地位。

 

    1.x射线衍射仪的物理效应

 

    （1）穿透作用。x射线衍射仪因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。x射线衍射仪穿透物质的能力与x射线衍射仪光子的能量有关，x射线衍射仪的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。x射线衍射仪的穿透力也与物质密度有关，利用差别吸收这种性质可以把密度不同的物质区分开来。（左图为x射线衍射仪行李检查仪）

 

    （2）电离作用。物质受x射线衍射仪照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。利用电离电荷的多少可测定x射线衍射仪的照射量，根据这个原理制成了x射线衍射仪测量仪器。在电离作用下，气体能够导电；某些物质可以发生化学反应；在有机体内可以诱发各种生物效应。

 

    （3）荧光作用。x射线衍射仪波长很短不可见，但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，可使物质发生荧光（可见光或紫外线），荧光的强弱与x射线衍射仪量成正比。这种作用是x射线衍射仪应用于透视的基础，利用这种荧光作用可制成荧光屏，用作透视时观察x射线衍射仪通过人体组织的影像，也可制成增感屏，用作摄影时增强胶片的感光量。

 

    （4）热作用。物质所吸收的x射线衍射仪能大部分被转变成热能，使物体温度升高。

 

    （5）干涉、衍射、反射、折射作用。这些作用在x射线衍射仪显微镜（左图）、波长测定和物质结构分析中都得到应用。（右图为澳大利亚制造的新型x射线衍射仪显微镜拍摄的物体内亚结构高分辨率图像）

 

    2.x射线衍射仪的化学效应

 

    （1）感光作用。x射线衍射仪同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与x射线衍射仪量成正比，当x射线衍射仪通过人体时，因人体各组织的密度不同，对x射线衍射仪量的吸收不同，胶片上所获得的感光度不同，从而获得x射线衍射仪的影像。

 

    （2）着色作用。x射线衍射仪长期照射某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等，可使其结晶体脱水而改变颜色。

 

    3.x射线衍射仪的生物效应

 

    x射线衍射仪照射到生物机体时，可使生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。不同的生物细胞，对x射线衍射仪有不同的敏感度，可用于治疗人体的某些疾病，特别是肿瘤的治疗（右图为治疗肿瘤的X刀）。在利用x射线衍射仪的同时，人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍，白血病等射线伤害的问题，在应用x射线衍射仪的同时，也应注意其对正常机体的伤害，注意采取防护措施。