x射线是一种电磁辐射，最有名的可能是它能穿透人的皮肤，显示皮肤下骨骼的图像。技术的进步带来了更强大、更聚焦的x射线束，以及这些光波的更广泛应用，从成像微小的生物细胞和水泥等材料的结构成分到杀死癌细胞。
x射线大致分为软x射线和硬x射线。软x射线的波长相对较短，约为10纳米(一纳米是一米的十亿分之一)，因此它们属于介于紫外线和伽马射线之间的电磁(EM)光谱。硬x射线的波长约为100皮米(1皮米是1米的万亿分之一)。这些电磁波和伽马射线占据了电磁光谱的同一区域。它们之间唯一的区别是它们的来源:x射线是由加速电子产生的，而伽马射线是由原子核产生的在四个核反应中的一个。
x射线的历史
x射线是1895年由德国维尔茨堡大学教授威廉·康拉德Röentgen发现的。根据无损资源中心的"放射学的历史Röentgen注意到高压阴极射线管附近的晶体显示出荧光，即使他用暗纸遮住它们。穿透纸张的管子产生了某种形式的能量，使晶体发光。Röentgen称这种未知能量为“x辐射”。实验表明，这种辐射可以穿透软组织，但不能穿透骨骼，并会在照相底片上产生阴影图像。
因为这个发现，Röentgen被授予了第一个诺贝尔物理学奖1901年。
x射线源和效应
斯坦福大学同步辐射光源主任凯利·加夫尼说，在地球上，通过向铜或镓等原子发射高能电子束，可以产生x射线。当光束击中原子时，被称为s壳层的内层电子受到挤压，有时会被抛出轨道。加夫尼说，如果没有这个电子，原子就会变得不稳定，因此为了使原子“放松”或回到平衡状态，所谓的1p壳层中的一个电子会掉进来填补这个空缺。结果呢?x射线被释放。
加夫尼告诉《生活科学》杂志:“问题是荧光(或发出的x射线)向各个方向发散。”beplay苹果网页“它们没有方向性，也不能对焦。制造高能、明亮的x射线源并不是一种很容易的方法。”
进入同步加速器，这是一种粒子加速器，可以在封闭的圆形路径内加速电子等带电粒子。基础物理学表明，任何时候你加速一个带电粒子，它发光．光的类型取决于电子(或其他带电粒子)的能量和推动它们绕圈的磁场，加夫尼说。
由于同步加速器的电子被推到接近光速的速度，它们会释放出巨大的能量，尤其是x射线能量。不是任意的x射线，而是a非常强大的聚焦x射线光束．
同步辐射于1947年在美国通用电气公司首次被发现欧洲同步辐射装置．这种辐射被认为是令人讨厌的，因为它会导致粒子失去能量，但后来在20世纪60年代，人们认识到它是一种具有特殊性质的光，克服了x射线管的缺点。同步辐射的一个有趣的特点是它是极化的;也就是说，光子的电场和磁场都在同一方向上振荡，可以是线性的，也可以是圆形的。
加夫尼说:“因为电子是相对的(或以接近光速的速度运动)，当它们发出光时，它最终会聚焦在向前的方向上。”“这意味着你不仅得到了正确颜色的光x射线，而且不仅仅是很多，因为你储存了很多电子，它们也优先向前方发射。”
x射线成像
由于能够穿透某些材料，x射线被用于几种无损评估和测试应用，特别是用于识别结构部件中的缺陷或裂缝。根据无损检测资源中心的说法，“辐射通过一个部件被引导到[a]薄膜或其他探测器上。由此产生的阴影图显示了内部特征”以及该部分是否为声音。这与医生和牙医办公室分别制作骨骼和牙齿x射线图像的技术相同。图片:令人惊叹的鱼类x光片]
x光对于货物、行李和乘客的运输安全检查也是必不可少的。电子成像探测器可以实时显示包裹和其他乘客物品的内容。
x射线的最初用途是对骨骼进行成像，在当时可用的胶片上很容易将骨骼与软组织区分开来。然而，更精确的聚焦系统和更灵敏的检测方法，如改进的照相胶片和电子成像传感器，已经使区分成为可能越来越精细的细节和细微的组织密度差异，而使用更低的暴露水平。
此外,计算机断层扫描将多个x射线图像组合成感兴趣区域的3D模型。
与CT类似，同步加速器断层扫描可以显示工程部件等物体内部结构的三维图像亥姆霍兹材料与能源研究中心．
x射线治疗
放射疗法使用高能辐射通过破坏癌细胞的DNA来杀死癌细胞。由于治疗也会损害正常细胞，所以国家癌症研究所建议仔细计划治疗以减少副作用。
根据美国环境保护署的说法，所谓的x射线电离辐射以足够的能量轰击一个聚焦区域，将电子从原子和分子中完全剥离，从而改变它们的性质。如果剂量足够，它可以破坏或摧毁细胞。虽然这种细胞损伤会导致癌症，但它也可以用来对抗癌症。通过用x射线照射癌性肿瘤它可以摧毁那些异常细胞。
x射线天文学
根据密苏里州立大学天文学教授罗伯特·帕特森的说法，天体x射线源包括包含黑洞或中子星的紧密双星系统。在这些星系中，质量更大、密度更小的恒星残骸可以从伴星上剥离物质，形成一个由极热的x射线气体组成的圆盘，当它向内旋转时。此外,超大质量黑洞在螺旋星系的中心，当它们吸收落在其引力范围内的恒星和气体云时，就会发射出x射线。
x射线望远镜使用低角度反射来聚焦这些高能光子(光)，否则这些光子将通过普通望远镜的反射镜。由于地球大气层阻挡了大部分x射线，所以观测通常使用高空气球或轨道望远镜进行。
额外的资源
- 要了解更多信息，请从SLAC下载题为“x射线的早期历史．"
- 的无损检测/无损检测资源中心提供有关无损评估/无损检测的信息。
- NASA的任务页面解释了天文学家如何使用x射线。
本页于2018年10月5日由《生活科学》总编辑Jeanna Bryner更新。beplay苹果网页
