基本介紹
- 外文名：radiography
- 就診科室：射線科
- 西醫學名：射線照相
簡介,技術級別,技術規定,技術分類,射線分類,電磁輻射,粒子輻射,基本原理,綜述,X射線,γ射線,發展簡史,
簡介
技術級別
至少從20世紀六十年代以來，國內外重要射線照相方法標準已明確地提出了射線照相技術級別，多數標準中射線照相技術級別分為二個級別：A級－一般靈敏度技術和B級－高靈敏度技術
射線照相
技術規定
標準中關於射線照相技術級別主要是從下面三個方面進行規定的：（1）射線照相技術選用的射線膠片類型；（2）射線照相的透照參數；（3）射線照片影像質量。
技術分類
根據射線產生的方式不同，射線照相檢測可分為：以X射線管為射線源的X射線照相檢測、以放射性同位素為射線源的伽瑪射線照相檢測、以加速器為射線源的高能X射線照相檢測。
射線分類
雖然X射線、γ射線產生的機制不同,能量也可以不同,但它們的量子都是光量
子(光子),都是電磁輻射。而α粒子、電子、中子和質子等都是粒子輻射。
射線照相
電磁輻射
電磁輻射通過光量子和物質相互作用。光量子不帶電,在與物質相互作用過程中,光量子的能量轉移給物質原子的電子或轉化為其它粒子。在與物質原子的一次碰撞中,損失其大部分能量或全部能量。在穿過物質時,其強度按指數規律減弱。對一定能區的電磁輻射,與物質的相互作用主要有光電效應、康普頓效應、電子對效應和瑞利散射。
粒子輻射
粒子輻射與物質的相互作用與粒子的特性密切相關。例如,帶電粒子與物質的相互作用主要有與核外電子發生非彈性碰撞、與原子核發生非彈性碰撞、與原子核發生彈性碰撞和與核外電子發生彈性碰撞。這些作用都是帶電粒子與庫侖場的作用,它們引起電離、激發、散射和各種形式的輻射損失。在帶電粒子與物質的相互作用中,主要是通過與物質原子的核外電子的多次非彈性碰撞逐漸損失能量,在一次碰撞中所轉移的能量很小。因此,一定能量的帶電粒子在物質中有確定的射程。顯然,電磁輻射和粒子輻射具有明顯區別。
基本原理
綜述
X射線和γ射線都是電磁波。X射線和γ射線具有眾多與眾不同的特性，如：折射係數接近於1，幾乎無折射；穿透能力強；僅在晶體光柵中才產生干涉和衍射現象；與某些物質會發生電離作用、螢光作用、熱作用和光化學作用；較易衰減，並對不同物質和密度，衰減係數明顯不同；易殺傷生物細胞，破壞生物組織等。
X射線
X射線是高速帶電粒子撞擊金屬時，在金屬原子核的庫侖場作用下急劇減速而伴隨發射的一種輻射。利用此原理製成的X射線管和加速器，就可以生產出射線照相檢測用的X射線和高能X射線（能量在 1 Mev 以上）。X射線的強度與X射線管的管電壓（kV）有關，管電壓越大，X射線的強度就越大，其穿透能力也就越強。加速器的情況亦如此。簡而言之，X射線的強度是可以控制的。
γ射線
γ射線是放射性同位素自發衰變而伴隨發射的一種輻射。射線照相檢測用的伽瑪射線，主要來自於鈷 60（Co-60）、銫 137（Cs-137）、銥 192（Ir-192）、銩 170（Tm-170）等放射性同位素源。伽瑪射線的強度與放射性同位素源的體積有關，源體積越大，伽瑪射線的強度就越大，其穿透能力也就越強。由於放射性同位素源的體積是隨衰變而變化的，因此，伽瑪射線的強度是不能控制的。
通常，射線照相檢測的過程是：由X射線管、加速器或放射性同位素源發射出X射線或伽瑪射線；射線透射進入並穿越被檢材料或工件；穿越而出的射線隨後與放置於被檢材料和工件後的射線照相膠片發生光化學作用（即膠片感光）；然後將已感光的射線照相膠片進行處理，得到一張以不同光學密度（圖像）的方式記錄和顯示被檢材料和工件內部質量密度的射線照相底片；最後，通過對射線照相底片進行觀察，來分析和評價被檢材料或工件的內部質量。
發展簡史
X射線照相的發展歷史
1896年，在倫琴宣布新發現後不到兩個月時間，英倫敦的康倍爾·斯溫頓首先用X射線透檢金屬發現了內部缺陷。同年，美國耶魯大學的賴特也用X射線透檢板厚4nm的鋼焊縫，成功地檢出了焊接缺陷；德國則對海底電纜拍出了射線底片。當時所用的X射線管都是冷陰極式的所謂克魯克斯管。這是用泵將內部抽成低壓的玻璃泡，有兩個電極，通過感應線圈施加有限的高電壓，故穿透力很小。1908年康倍爾討論了用X射線打出的電子來成像的可能性，墨辛第爾拍出了蛙腿動作的射線活動影片，原片仍然還保存著。
1913年， 美國威廉·柯立奇宣布發現了一種新型X射線管（稱為柯立奇管，即熱陰極電子射線管） 。同一年，蓋特真空泵出現，射線管真空度才達要求。1916年美紐約通用電氣公司研究所（柯立奇管發明地）嘗試用增感膠片+螢光增感屏透照板厚12.7nm的氧乙炔氣焊焊縫，在底片上發現了未熔合、未焊透和氣孔等缺陷。射線照相作為質量評價手段，初露鋒芒，為焊接方法、技術的發展起了推波助瀾作用。
1932年，美國在市場上又推出了一種新的柯立奇管，能在300kV、20mA下連續工作。1933年英國製成了400kV、20mA的射線機，這使常規用變壓器加速電子的X射線機，在使用兩種增感方式———鉛箔增感和螢光增感時，對鋼能分別獲得75mm和110mm的穿透力。
工業射線照相的新騰飛約始於1933年。此年，美國通用電氣公司推出第一代工業用超高能X射線設備。先是1MV共振式變壓器配以多電極射線管，而後是2MV射線機。1942年英購到四台1MV機，其中一台裝在武爾威奇，一直運轉到1979年。連續使用36年間，射線管只更換了一次。跨國的巴勃考克-威爾考克斯公司在英只有2MV機，而40-50台兆伏設備則裝在美國。1941年凱斯特研製出第一代電子回旋加速器（簡稱“回加”），其中一台於次年供給英武爾威奇作實驗。此機能在4.5MeV下工作，但X射線輸出甚小。過後不久，美國和瑞典又製成更大功率的“回加”，其中有些就用於工業射線照相。
20年代初，范德格拉夫研製出靜電起電加速器（簡稱“靜加”），其中有很多台在美國用於射線照相，而英國只有幾台。與此同時，美瓦里安公司和英地那米克斯公司推出1-25MeV的電子直線加速器（簡稱“直加”），因X射線輸出較強，使“回加”逐漸被淘汰。大多數是固定式的，也有攜帶型的 。
γ射線照相的發展歷史
說起γ射線照相，就要從γ射線的發現開始說起。就在X射線發現才6個星期，法物理學家亨利·貝克勒爾, 發現某些重元素會放出有穿透力的射線。起先他在實驗室里研究鈾鹽的化學特性時，對放在抽斗里的感光材料會發灰總是感到困惑不解。他曾參加了“倫琴射線”的驗證，並用螢光物質重複了倫琴的實驗。他發現放在此螢光屏附近的照相感光板會產生灰霧，即使倫琴射線切斷亦然。最後他確信了我們稱之為放射性的事實。此發現直接觸發了居里夫婦的研究和鐳的發現。貝克勒爾很快認識到，由鈾鹽放出的射線具有倫琴發現的X射線相同的物理性質和類似特性。據悉，貝克勒爾曾用 射線拍了鋁質徽章的射線底片，而居里夫人則透照了她的一個錢包，隨後30年間，對γ射線的發現基本上沒有作新的探索，可能是因為自然界中的鐳只能少量獲得。
第一篇有關γ射線進行工業射線照相的科學報告是1925年由帕依龍和拉卜特發表的，檢測對象是有損傷的汽輪機鑄件。1929-1930年，英、美、法、德的射線檢測工作者差不多是在同時分別用鐳源對大厚度的鑄鋼件和焊縫進行γ射線照相檢驗，並公布了實驗結果。英武爾威奇使用的是裝在管中的242mg鐳鹽源，其有效直徑3.5mm，長14mm。那時鐳的代價是每mg10英磅，這樣一個源在當時可謂是天價。曝光時間通常至少1小時。1938年武爾威奇擁有3個鐳源。據稱，1940年美海軍部擁有11個鐳源，總重2.8g。1941年美國鐳和X射線學會成立，其主要目的是交流有關工業射線照相的信息。後來此社團改名為美國無損檢測學會。1952-1953年，當英哈威爾原子能研究中心 推出人造放射性同位素源時，氡源製造廠即告倒閉。
20世紀50年代，伴隨著人造放射源的出現，工業射線照相技術得到了長足的發展，各個公司分別尋找不同的放射源用於射線照相檢測技術。γ射線可用於X射線無法透照或透照不經濟的部位。儘管其透照質量難得如X射線底片一樣好，但有許多套用仍被認可。
