第六节　X线的效应

X线除了上述的波动性和微粒性所具有的性质外，由于其波长短，光子能量大，具有其他电磁波不具有的一系列特殊性质，医学上正是利用X线的这些个性来为人类的健康服务，为医疗的诊断和治疗服务。

一、物理效应

1.穿透性

穿透作用是指X线通过物质时不被吸收的本质。X线波长短，光子能量大，穿透物质的能力强。X线的穿透性不但与X线的波长有关，而且还与物质的性质、结构有关。一般高原子序数的物质，密度大，吸收X线多，不易被X线穿透。所以，从X线穿透物质后的强度变化，就反映了物质内部密度差异，这是X线成像的基础。

X线对物质的穿透和物质对X线的吸收是一个过程的两种说法，一个问题的两个方面。吸收作用越强，穿透作用就越弱，反之则强。穿透是站在X线的角度上说，反映X线的性质；吸收是站在物质的角度上说的，反映了物质的性质。

人体组织中密度最大的是骨骼，它含有大量的钙质，钙的原子序数（Z=20）较高，所以它吸收X线较多。各种软组织（包括某些结缔组织、肌肉等）以及体液，都是由氢、碳、氮等低原子序数的原子所组成的，它们的密度与水相近，吸收X线较少，脂肪组织的原子与肌肉组织相似，但排列稀疏，密度比肌组织小，吸收X线更少。体内的肺部、胃肠道、鼻旁窦及乳突内等，均含有气体。气体虽然也是由氢、氧、氮等组成，但其分子排列更稀疏，密度更小，因而吸收X线最少。

2.荧光作用

X线照射某物质时，由于电离或激发使原子处于激发状态，当原子回到基态过程中，由价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线光谱，这种光谱就是荧光，具有这种特性的物质称为荧光物质，而使物质发生荧光的作用叫荧光作用。如钨酸钙、铂氧化钡、硫化锌镉、碘化铯及稀土元素内的某些荧光物质。荧光的强弱取决于X线的强弱。透视用的荧光屏、照片用的增感屏，影像增强器中的输入屏和输出屏，都是利用这一特性制成的。测量辐射量的闪烁晶体，荧光玻璃等，也是利用X线的荧光作用制成的。

3.电离作用

物质受X线照射时，使核外电子脱离原子轨道，这种作用叫电离作用。在光电效应和散射研究中，出现光电子和反冲电子脱离其原子的过程叫一次电离，这些光电子或反冲电子在行进中又和其他原子碰撞，使被击原子逸出电子叫二次电离。在固体和液体中，电离后的正、负离子将很快复合，不易收集。但气体中的电离电荷却很容易收集起来，利用电离电荷的多少来测定X线的照射量。多种测试照射量的仪器的探头，如电离室、正比计数管、盖革弥勒计数，都是利用这个原理制成的。

由于电离作用，气体能导电；某些物质可以发生化学反应；有机体内可以诱发各种生物效应。电离作用是X线损伤和用于治疗疾病的基础。

4.热作用

物质吸收X线最终绝大部分转变为热能，使物体温度升高，这就是热作用。

5.干涉、衍射、反射和折射的作用

X线与可见光一样，同样具有这些重要的光学特性。X线的这些作用，可在X线显微镜波长测定和物质结构分析中都得到应用。

二、化学效应

1.感光作用

X线与可见光一样，当它照射到胶片的溴化银上的时候，由于电离作用，使溴化银药膜起化学变化，出现银粒沉淀，这就是X线的感光作用。银粒沉淀的多少，由X线的照射量而定，再经化学显影，变成黑色的金属银，组成X线影像，未感光的溴化银被定影液溶去。X线这一作用被应用在人体检查及工业探伤方面，进行X线摄影检查和X线照射量及其分布测定。物理学家伦琴也是由于这个特性来发现X线的。

2.着色作用

某些物质如铂氧化钡、铅玻璃、水晶等，经X线长期照射后，其结晶体脱水而改变颜色，这就叫着色作用。

三、生物作用

X线对生物组织细胞特别是增殖性强的细胞，经一定量照射后，可以产生抑制，损伤甚至坏死，这种作用称为X线的生物效应。