揭开X射线的神秘面纱:一场科学检测之旅

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揭开X射线的神秘面纱:一场科学检测之旅

概括

X射线,作为一种强大的辐射能量源,广泛应用于医学影像、工业检测等领域。它通过穿透物质并产生图像的方式,揭示了我们难以用肉眼观察的内部世界。X射线的使用不仅为临床诊断提供了重要支持,还在无损检测、材料分析等方面发挥着至关重要的作用。然而,这项技术的科学原理和操作流程并非人人都知晓,因此我们需要深入了解X射线的检测过程及其应用的基本方法。

检测样品

在X射线检测中,选择适当的检测样品是确保结果准确的关键。常见的检测样品包括人体、金属、陶瓷、塑料等不同材质。对人体进行X射线检查时,最常见的样品是骨骼、肺部、牙齿等区域。在工业领域,X射线常用于检测焊接缝、机械零件等是否存在内部缺陷。而在材料科学领域,X射线还用于分析材料的晶体结构。

检测项目

X射线检测的项目多种多样,具体依据不同的应用需求而定。在医学领域,X射线检测主要集中在骨折诊断、肺部疾病筛查、以及牙齿健康等方面。而在工业领域,检测项目包括金属疲劳、腐蚀、内部裂纹等。每一个项目的检测都需要精准的设备与技术,以确保检测结果的准确性和可靠性。

检测仪器

X射线检测所依赖的核心设备是X射线机,其主要功能是产生高能X射线并将其照射到待检测样品上。根据用途的不同,X射线机可以分为诊断型X射线机工业X射线机等多种类型。CT扫描仪荧光X射线分析仪也是常见的X射线检测仪器,它们能够提供更为详细的三维图像或者精准的元素分析数据。此外,X射线探测器如闪烁探测器半导体探测器等,也用于捕捉和分析X射线的强度和性质。

检测方法

X射线的检测方法主要包括投影成像法透射成像法荧光成像法。其中,投影成像法是最常见的X射线影像技术,它通过将X射线束通过样品后,记录影像中的强度变化,形成黑白影像。透射成像法则通过利用X射线穿透物质的特性,观察其内部分布与密度差异。而荧光成像法则通过样品与X射线相互作用后产生的荧光辐射来获取物质的元素组成信息。这些方法通常结合使用,以实现更为精准的检测。

检测标准(部分)

《 YY/T 1307-2024 医用乳腺数字化X射线摄影用探测器 》标准简介

  • 标准名称:医用乳腺数字化X射线摄影用探测器
  • 标准号:YY/T 1307-2024
    中国标准分类号:C43
  • 发布日期:2024-07-08
    国际标准分类号:11.040.50
  • 实施日期:2025-07-20
    技术归口:全国医用电器标准化技术委员会医用X线设备及用具标准化分技术委员会(SAC/TC10/SC1)
  • 代替标准:代替YY/T 1307—2016
    主管部门:国家药监局
  • 标准分类:医药卫生技术医疗设备射线照相设备YY 医药卫生和社会工作
  • 内容简介:

    行业标准《医用乳腺数字化X射线摄影用探测器》,主管部门为国家药监局。本文件规定了医用乳腺X射线摄影用探测器(以下简称探测器)的分类和组成、要求,描述了相应的试验方法。
    本文件适用于具有单次或多次曝光成像功能的用于乳腺X射线设备的探测器,包括但不限于非晶硅探测器、非晶硒探测器、CCD(电荷99合器件)探测器、CMOS(互补金属氧化物半导体)探测器、IGZO(铟锌氧化物)探测器、光子计数探测器等。
    本文件不适用于:
    ——普通摄影用探测器和牙科摄影用探测器;
    ——计算机体层摄影用探测器;
    ——动态成像用探测器。

《 NB/SH/T 6083-2023 轻质和中间馏分油品中氯和硅含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法 》标准简介

  • 标准名称:轻质和中间馏分油品中氯和硅含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法
  • 标准号:NB/SH/T 6083-2023
    中国标准分类号:E30
  • 发布日期:2023-12-28
    国际标准分类号:75.080
  • 实施日期:2024-06-28
    技术归口:黔南布依族苗族自治州农业农村局
  • 代替标准:代替—
    主管部门:国家能源局
  • 标准分类:石油及相关技术石油产品综合制造业NB 能源
  • 内容简介:

    行业标准《轻质和中间馏分油品中氯和硅含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法》由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会石油燃料和润滑剂分技术委员会归口上报,主管部门为国家能源局。

《 YY/T 1766.4-2024 X射线计算机体层摄影设备图像质量评价方法 第4部分:自动曝光控制下的成像性能评价 》标准简介

  • 标准名称:X射线计算机体层摄影设备图像质量评价方法 第4部分:自动曝光控制下的成像性能评价
  • 标准号:YY/T 1766.4-2024
    中国标准分类号:C43
  • 发布日期:2024-02-07
    国际标准分类号:11.040.50
  • 实施日期:2025-09-01
    技术归口:全国医用电器标准化技术委员会医用X射线设备及用具分技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家药监局
  • 标准分类:医药卫生技术医疗设备射线照相设备YY 医药卫生和社会工作
  • 内容简介:

    行业标准《X射线计算机体层摄影设备图像质量评价方法 第4部分:自动曝光控制下的成像性能评价》,主管部门为国家药监局。本文件描述了X射线计算机体层摄影设备(以下简称CT扫描装置)在采用自动4光控制技术时,相应的成像性能评价方法。
    本文件适用于全身及专用CT扫描装置,包括为放射治疗计划提供图像数据的CT扫描装置。

《 NY/T 4435-2023 土壤中铜、锌、铅、铬和砷含量的测定 能量色散X射线荧光光谱法 》标准简介

  • 标准名称:土壤中铜、锌、铅、铬和砷含量的测定 能量色散X射线荧光光谱法
  • 标准号:NY/T 4435-2023
    中国标准分类号:B10
  • 发布日期:2023-12-22
    国际标准分类号:65.080
  • 实施日期:2024-05-01
    技术归口:农业农村部科技教育司
  • 代替标准:
    主管部门:农业农村部
  • 标准分类:农业肥料农、林、牧、渔业NY 农业
  • 内容简介:

    行业标准《土壤中铜、锌、铅、铬和砷含量的测定 能量色散X射线荧光光谱法》,主管部门为农业农村部。本文件规定了测定土壤中铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)和砷(As)5种重金属元素的能量色散x射线荧光光谱法。本文件适用于对土壤样品中铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)和砷(As)含量的快速定量分析。

《 GB/T 26050-2024 硬质合金 金属元素含量的测定 X射线荧光光谱法 》标准简介

  • 标准名称:硬质合金 金属元素含量的测定 X射线荧光光谱法
  • 标准号:GB/T 26050-2024
    中国标准分类号:H16
  • 发布日期:2024-09-29
    国际标准分类号:77.160
  • 实施日期:2025-04-01
    技术归口:全国有色金属标准化技术委员会
  • 代替标准:代替GB/T 26050-2010
    主管部门:中国有色金属工业协会
  • 标准分类:冶金粉末冶金
  • 内容简介:

    国家标准《硬质合金 金属元素含量的测定 X射线荧光光谱法》由TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC4(全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会)执行,主管部门为中国有色金属工业协会。

    本文件描述了熔融后测定硬质合金中钻、铬、铁、锰、钼、铌、镍、钽、钛、钒、钨和锆含量的X射线荧光光谱法,难熔金属碳化物中金属元素含量的测定也可参照执行。本文件适用于铌、钽、钛、钒、钨和锆的碳化物及用这些碳化物合成的预烧结和烧结硬质合金中钴、铬、铁、锰、钼、铌、镍、钽、钛、钒、钨和锆含量的测定,各元素测定范围见表1。

《 GB/T 44436-2024 软X射线-极紫外波段空间成像仪器实验室检测与定标方法 》标准简介

  • 标准名称:软X射线-极紫外波段空间成像仪器实验室检测与定标方法
  • 标准号:GB/T 44436-2024
    中国标准分类号:N30
  • 发布日期:2024-09-29
    国际标准分类号:17.180.01
  • 实施日期:2024-09-29
    技术归口:全国空间科学及其应用标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象光学和光学测量光学和光学测量综合
  • 内容简介:

    国家标准《软X射线-极紫外波段空间成像仪器实验室检测与定标方法》由TC312(全国空间科学及其应用标准化技术委员会)归口,TC312SC1(全国空间科学及其应用标准化技术委员会空间光学有效载荷检测与试验技术分会)执行,主管部门为中国科学院。

    本文件描述了工作在0.1 nm~121 nm波段的软X射线-极紫外空间成像仪器的实验室检测与定标试验项目及试验方法,规定了试验环境和试验设备的要求。本文件适用于软X射线-极紫外光谱范围内的空间成像仪器的实验室检测与定标。

《 T/FJEMIA 6-2022 土壤中铜、锌、铅、镍、铬和砷含量快 速筛查便携式能量色散X射线荧光光谱法 》标准简介

  • 标准名称:土壤中铜、锌、铅、镍、铬和砷含量快 速筛查便携式能量色散X射线荧光光谱法
  • 标准号:T/FJEMIA 6-2022
    中国标准分类号:Z10/39/N771
  • 发布日期:2022-11-04
    国际标准分类号:13.020.01
  • 实施日期:2022-11-04
    团体名称:福建省环境监测行业协会
  • 标准分类:环保、保健和安全N 水利、环境和公共设施管理业
  • 内容简介:

    本标准规定了采用能量色散X射线荧光光谱法测量土壤中重金属元素的方法原理,设备与材料,测试方法,使用表格等

    本标准适用于土壤中重金属元素(铜、锌、铅、镍、铬和砷)的快速筛查

    当土壤样品中所含元素的原子受到高能X射线照射时,发射出具有一定能量的特征X射线谱。根据半导体探测器输出信号的脉冲高度正比于入射X射线光子能量的原理,半导体探测器探测土壤样品的特征X射线谱时,多道分析器各通道同时计数,可以实现多元素同时测量。通过探测不同特征X射线能量位置及强度进行定性和定量分析。

《 T/CAME 71.3-2024 医学影像装备临床使用评价指南 第3部分:数字X射线摄影设备(DR) 》标准简介

  • 标准名称:医学影像装备临床使用评价指南 第3部分:数字X射线摄影设备(DR)
  • 标准号:T/CAME 71.3-2024
    中国标准分类号:Q841
  • 发布日期:2024-06-25
    国际标准分类号:01.020
  • 实施日期:2024-06-25
    团体名称:中国医学装备协会
  • 标准分类:综合、术语学、标准化、文献Q 卫生和社会工作
  • 内容简介:

    本文件提供了数字X射线摄影设备(DR)在临床使用过程中的评价指南,内容包括可靠性、可用性、性能和功能性等评价内容和评价方法。本文件适用于数字X射线摄影设备在临床使用过程中的评价。

《 T/CAME 71.1-2024 医学影像装备临床使用评价指南 第1部分:正电子发射X射线计算机断层成像系统(PET/CT) 》标准简介

  • 标准名称:医学影像装备临床使用评价指南 第1部分:正电子发射X射线计算机断层成像系统(PET/CT)
  • 标准号:T/CAME 71.1-2024
    中国标准分类号:Q841
  • 发布日期:2024-06-25
    国际标准分类号:01.020
  • 实施日期:2024-06-25
    团体名称:中国医学装备协会
  • 标准分类:综合、术语学、标准化、文献Q 卫生和社会工作
  • 内容简介:

    本文件提供了正电子发射×射线计算机断层成像系统(PET/CT)在临床使用过程中评价指南,内容包括可靠性、可用性、性能和功能性等评价内容和评价方法。本文件适用于正电子发射X射线计算机断层成像系统在临床使用过程中的评价。

《 T/CASMES 432-2024 X射线光电子能谱(XPS)测试服务规范 》标准简介

  • 标准名称:X射线光电子能谱(XPS)测试服务规范
  • 标准号:T/CASMES 432-2024
    中国标准分类号:M745
  • 发布日期:2024-11-25
    国际标准分类号:17.180.30
  • 实施日期:2024-12-01
    团体名称:中国中小企业协会
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象M 科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    本文件规定了X射线光电子能谱(XPS)测试服务的基本要求、服务流程、服务质量管理。

《 T/CCPMA 004-2023 X射线管用旋转阳极靶盘 》标准简介

  • 标准名称:X射线管用旋转阳极靶盘
  • 标准号:T/CCPMA 004-2023
    中国标准分类号:C323
  • 发布日期:2023-12-25
    国际标准分类号:77.150.01
  • 实施日期:2024-01-01
    团体名称:北京粉末冶金产业技术创新战略联盟
  • 标准分类:冶金C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了X射线管用旋转阳极靶盘的发货状态、技术要求、检测方法、检验规则、标志、标签和随行文件、包装、运输和贮存等。本文件适用于直径为60mm~100mm的X射线管用旋转阳极靶盘,其它规格靶盘可参照执行。

《 T/REIANM T/REIANM0307-2024 萤石矿中CaF2量的测定 基于晶胞精修的X射线衍射法 》标准简介

  • 标准名称:萤石矿中CaF2量的测定 基于晶胞精修的X射线衍射法
  • 标准号:T/REIANM T/REIANM0307-2024
    中国标准分类号:C323
  • 发布日期:2024-11-05
    国际标准分类号:77.120.99
  • 实施日期:2024-11-05
    团体名称:内蒙古自治区稀土行业协会
  • 标准分类:冶金C 制造业
  • 内容简介:

    本文件描述了基于晶胞精修的X射线衍射法测定萤石矿中CaF?含量的方法

    本文件适用于萤石矿(w(CaF?)≥10%)中CaF?含量分析

    本标准共有8个内容要素,具体为:范围、规范性引用文件、术语和定义、方法原理、仪器与设备、样品制备、试验步骤、试验数据处理。

《 T/JXNFS 004-2024 钽铁、铌铁精矿选冶过程样品化学分析方法多元素含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法 》标准简介

  • 标准名称:钽铁、铌铁精矿选冶过程样品化学分析方法多元素含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法
  • 标准号:T/JXNFS 004-2024
    中国标准分类号:C323
  • 发布日期:2024-10-09
    国际标准分类号:77.120.99
  • 实施日期:2024-10-09
    团体名称:江西省有色金属学会
  • 标准分类:冶金C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了钽铁、铌铁精矿选冶过程样品中五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化钨、锰、锡、硫、铁含量的测定方法。方法1:粉末压片法,试料经粉末压片法制样,试料中各组分在波长色散X射线荧光光谱仪中经激发放射出特征X射线,谱线经重叠和基体效应校正后其强度与试料中该组分的质量分数成正比。通过测量试料中目标物的特征X射线强度,定量分析试料中各组分的质量分数。方法2:熔融玻璃片法。试料、内标和混合熔剂按2:1:56稀释比进行配料,以硝酸锂为氧化剂,溴化铵为脱模剂,在1150℃下熔融制备试料片,用待测组分的X射线荧光强度(五氧化二钽用五氧化二钽/二氧化铪X射线荧光强度比)对待测组分的含量建立校准曲线。根据校准曲线计算待测组分的含量。

《 T/ACEF 153-2024 X射线应力测定仪辐射防护技术指南 》标准简介

  • 标准名称:X射线应力测定仪辐射防护技术指南
  • 标准号:T/ACEF 153-2024
    中国标准分类号:F70/M745
  • 发布日期:2024-09-03
    国际标准分类号:13.280
  • 实施日期:2024-09-10
    团体名称:中华环保联合会
  • 标准分类:环保、保健和安全M 科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    本文件适用于X射线应力测定仪使用过程中的辐射防护

    本文件规定了X射线应力测定仪辐射防护的总体要求、设备辐射防护、工作场所辐射防护、操作辐射防护和辐射监测。

《 T/CGWSTC 001-2024 陶瓷原料中多种成分的测定 X 射线荧光光谱法(粉末压片) 》标准简介

  • 标准名称:陶瓷原料中多种成分的测定 X 射线荧光光谱法(粉末压片)
  • 标准号:T/CGWSTC 001-2024
    中国标准分类号:C307
  • 发布日期:2024-07-30
    国际标准分类号:81.060.99
  • 实施日期:2024-08-01
    团体名称:长葛市卫生陶瓷行业协会
  • 标准分类:玻璃和陶瓷工业C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了测定陶瓷原料中多种成分X射线荧光光谱法(粉末压片)的原理、试剂和材料、仪器设备、试样制备、分析步骤、结果计算、精密度及实验报告

    本文件适用于陶瓷原料中SiO2、Al2O3、MgO、K2O、CaO、TiO2、MnO、Fe2O3、P2O5、SO3、BaO、Cr2O3、V2O3、Ni、Cu、Zn、Sr、Zr、Pb、Rh、Cl等元素的测定,测定范围见附录A

    将粉末样品制成适合于X射线荧光光谱仪测量的压片,通过分析样品中不同元素产生的特征荧光X射线的波长(或能量)和强度,获得样品中的元素组成与含量信息,达到定性定量分析的目的,根据校准曲线或方程式计算,对元素间干扰效应进行校正,获得样品中待测成分的含量。

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结语

随着X射线技术的不断发展和完善,它在医学、工业和科研等领域的应用前景愈加广阔。无论是对人体健康的监测,还是对材料缺陷的检测,X射线都为我们提供了一种重要的无损探测手段。然而,随着技术的进步和设备的升级,如何确保X射线使用的安全性和效果,也成为我们需要关注的问题。只有科学合理地使用X射线技术,我们才能更好地发挥其巨大的潜力,造福于人类社会。

结语

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