X射线防护的基本方法
对于射线检测人员，主要考虑的是外照射的辐射防护，通过防护控制外照射的剂量，使其保持在合理的最低水平，不超过国家辐射防护标准规定的剂量当量限值。
射线防护的三要素是距离、时间和屏蔽，或者说射线防护的主要方法是时间防护、距离防护和屏蔽防护，俗称为射线防护的三大方法，其原理如下：
§3.1 时间防护
时间防护的原理是：在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射率不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身安全（仅在非常情况下采用此法），从而达到防护目的。 时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间（缩短人体受照射的时间）。
根据：剂量=剂量率x时间，因此可根据照射率的大小确定容许的受照射时间。
例题1：射线检测工作人员所处位置在有辐照的情况下该位置的剂量率为50x10-6Sv/h，按照GB4792-1984的规定，为了限制随机效应的发生率，年剂量当量限值为50mSv，如果每年按照50周考虑工作时间，则每周的剂量当量限值为1mSv=1x10-3Sv，则工作人员每周可工作的小时数是多少？
解： [1x10-3Sv]/[50x10-6Sv/h]=20h
例题2：按照GB4792-1984的规定，为了限制随机效应的发生率，年剂量当量限值为50mSv，如果每年按照50周考虑工作时间，则每周的剂量当量限值为1mSv=1x10-3Sv，射线检测工作人员每周工作时间如果是24h，则工作人员所处位置在辐照时的最大剂量率不能超过多大？
解：[1x10-3Sv]/[ 24h]=41.6x10-6 Sv/h
§3.2 距离防护
距离防护是外部辐射防护的一种有效方法，采用距离防护的射线基本原理是首先将辐射源是作为点源的情况下，辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比，我们把这种规律称为平方反比定律，即辐射强度随距离的平方成反比变化（在源辐射强度一定的情况下，剂量率或照射量与离源的距离平方成反比）。增加射线源与人体之间的距离便可减少剂量率或照射量，或者说在一定距离以外工作，使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，就能保证人身安全。从而达到防护目的。距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。
一、X射线性质
1、波粒二象性：X射线的波长约为1281010m，是一种波长很短的电磁波，所以具有波动性。又因E=hν=h/λ，X光本身具有能量E，且具有动量 p=h/λ，所以又具有粒子性。故x光本身表现为波粒二象性。
2、直线传播：X射线具有相当强的穿透力，几乎不产生折射，其折射率为1。它基本无发散产生，不改变传播方向，沿直线传播。
3、具有杀伤力：可以杀死生物的组织和细胞。
4、具有光电效应：（1）它可以使气体电离，产生电离效应。（2）它可以使照相底片感光，产生感光效应。（3）它可以使铂氰化钾溶液发出荧光，产生荧光效应。（4）当光子能量足够大时，将使被照射原子中的电子被击出成为光电子，原子被激发，而光子本身则被吸收，产生光电吸收或真吸收。（5）当光子能量进一步升高，将使被照射物原子的内层电子相碰撞，使其激发并形成空位，导致电子重排，产生二次x射线，即荧光x射线。（6）若被照射物原于内层电子空位，被外层电子填补后，其多余的能量不以x射线的形式放出，而是传递给其余外层电子，使之脱离原子本身。此种现象称为俄歇效应。
5、散射现象：x射线与物体碰植将使其前进方向发生改变而产生散射现象。依据散射线与入射线间是否产生干涉，又可分为相干散射与不相干散射。
6、吸收现象：x射线穿过被照物体时，因为散射、光电效应和热损耗曲影响、所出现强度衰减的现象称为X射线的吸收。
二、1、布拉格定律推导：当一束平行X射线射入晶体后，晶体内部的不同晶面将使散射线具有不同光程。设一组晶面中，两任意面网间距为d，则两面网上相邻原子A和B的光程差为δ=CB+BD=ABSinθ+ABsinθ=2dsinθ。因为只有光程差为波长的整数倍时，相邻面网的衍射线之间才能相互干涉而加强成为衍射线，则产生衍射线条件为2dsinθ=nλ。
2、倒易点阵定义：倒易点阵又叫倒易格子，是一种虚构的数学工具，是想象的几何构图，是与晶体点阵互为倒易点的虚点阵，可用于解释衍射图的成因。对于正点阵R（基矢a，b，c），其对应的倒易点阵R*（基矢a*，b*，c* ）其中基矢a*，b*，c*的定义式为：
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--完整版学习资料分享---- 第一章 X射线的物理学基础
1、X射线有什么性质，本质是什么？波长为多少？与可见光的区别？
X射线性质：(1)X射线穿透物质时可被吸收；(2)原子量及密度不同的物质，对X射线的吸收不同；(3)轻原子物质对X射线来说几乎是透明的，而重元素物质对X射线的吸收非常显著；(4)可穿透不透明的物质。
本质：属于电磁波。X射线的波长：大约在0.01~100 Å之间。X射线和可见光本质上同属于电磁波，只不过彼此占据不同的波长范围而已；X射线虽然和可见光一样（没有静止质量，但有能量），与光传播有关的一些现象（如反射、折射、散射、干涉、以及偏振）都会发生，但由于相对可见光而言，X射线的波长要短得多（光量子的能量相应要高得多），上述物理现象在表现方式上与可见光存在很大的差异。不能象可见光一样使X射线会聚、发散、和变向，使得X射线无法制成显微镜！
2、什么是X射线管的管电压、管电流？它们通常采用什么单位？数值通常是什么？
X射线的管电压：加载到阴极和阳极侧之间的电压。（KV），50KV
X射线的管电流：在阴阳两极电场作用下，向阳极运动，形成的电流。（mA）50mA
3、X射线的焦点与表观焦点的区别与联系？
焦点：阳极靶表面被电子束轰击的地方，正是这个区域发射X射线。对于长方形焦点的X射线管，引出窗口很重要。对着焦点长边开设的窗口发射出X射线的表观焦点为线状（称为线焦斑），其强度较弱，但其水平发散度小，分辨率较高，线性较好，粉末衍射仪多采用线焦斑；对焦点短边开设的窗口发射出的X射线的表观焦点则为正方形（称为点焦斑），强度较高，可使衍射线明锐，适合于织构测定及德拜、劳埃照相场合。
4、X射线有几种？产生不同X射线的条件是什么？产生的机理是怎样的？晶体的X射线衍射分析中采用的是哪种X射线？
硬X射线：波长较短的硬X射线能量较高，穿透性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析。用于金属探伤的X射线波长约为0.1~0.005nm或者更短，而用于晶体结构分析的X射线波长约在0.25~0.05nm之间。
三．X射线衍射的基本原理
3.1 Bragg公式
晶体的空间点阵可划分为一族平行而等间距的平面点阵，两相邻点阵平面的间距为dhkl。晶体的外形中每个晶面都和一族平面点阵平行。
当X射线照射到晶体上时，每个平面点阵都对X射线射产生散射。取晶体中任一相邻晶面P1和P2，如图3.1所示。两晶面的间距为d，当入射X射线照射到此晶面上时，入射角为，散射X射线的散射角也同样是。这两个晶面产生的光程差是：
sin2dOBAO 3.1
当光程差为波长 的整数倍时，散射的X射线将相互加强，即衍射：
ndhklsin2 3.2
上式就是著名的Bragg公式。也就是说，X射线照射到晶体上，当满足Bragg公式就产生衍射。式中：n为任意正整数，称为衍射级数。入射X射线的延长线与衍射X射线的夹角为2（衍射角）。为此，在X射线衍射的谱图上，横坐标都用2 表示。
图3.1 晶体对X射线的衍射
由Bragg公式表明：dhkl与 成反比关系，晶面间距越大，衍射角越小。晶面间距的变化直接反映了晶胞的尺寸和形状。每一种结晶物质，都有其特定的结构参数，包括点阵类型、晶胞大小等。晶体的衍射峰的数目、位置和强度，如同人的指纹一样，是每种物质的特征。尽管物质的种类有成千上万，但几乎没有两种衍射谱图完全相同的物质，由此可以对物质进行物相的定性分析。 3.2 物相分析
物相的定义是物质存在的状态，如同素异构体SiO2、TiO2分别有22种和5种晶体结构。除了单质元素构成的物质如铜、银等以外，X射线衍射分析的是物相（或化合物），而不是元素成分。
对于未知试样，为了了解和确定哪些物相时，需要定性的物相分析。
正如前述，晶体粉末衍射谱图，如人的指纹一样，有它本身晶体结构特征所决定。因而，国际上有一个组织——粉末衍射标准联合会（JCPDS）后改名为JCPDS－衍射数据国际中心专门负责收集、校订、编辑和发行粉末衍射卡片（PDF）的工作。自1941年以来，共发行衍射卡片近20万个。为了使大量的卡片方便进行人工物相鉴定，还出版了对这些卡片进行检索的索引。PDF卡片的标准形式如图3.2所示，对应此图编号的内容说明如表3.1所示。
