X射线基础
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第十六章 X 射线成像的物理基础 本章教学要求 1.重点掌握X 射线强度和硬度的概念、X 射线连续谱和标识谱的产生机制及X 射线产生的微观机制、短波极限公式的应用、X 射线的衰减规律。 2.确切理解X 射线的基本性质、X 射线衍射、常规X 射线投影及X 射线电子计算机断层成像（X —CT ）成像原理。 3.了解X 射线机的基本组成、X 射线的医学应用。 习题 16—4.一个连续工作的X 射线管，工作电压是250kV ，电流是40mA ，问靶上每分钟产生的热量是多少？ 解：根据 IUt Q =0，则可得 J Q 5330100.660102501040?=????=- 总能量的99%转变为热能，因此靶上每分钟产生的热量为 J Q Q 501094.5%99?== 16—5 .X 射线谱的最短波长分别为0.01nm 、0.1nm 、1nm 的X 射线，求加在X 射线两端的电压有多大？这时电子到达阳极靶时的动能是多少？ 解：最短波长 nm U 242.1min = λ，则 )(242 .1min kV U λ= 因此 nm 01.0min =λ时，有 )(10242.101 .0242.121kV U ?== J eU W 14519111099.110242.1106.1--?=???== 同理，可得min λ分别为0.1nm 和1nm ，电子到达阳极靶时的动能为 kV U 42.122= J W 15210 99.1-?= kV U 242.13= J W 1631099.1-?= 16—6.如果加在X 射线管两端的电压减少23kV ，最短波长就增加一倍，求连续x 射线的谱的最短波长。
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。 平方反比定律可用公式说明： I A /I B =F B 2/F A 2，式中：I A -距离A处的射线强度； I B -距离B处的射线强度；F B -射线源到B处的距离；F A -射线源到A处的距离。 该公式说明射线一定时，两点的射线强度，与它们的距离平方成反比，显然，随着距离的增大将迅速减少受辐照的剂量。不过要注意：上述的关系式适用于没有空气或固体材料的点射线源，实际上的射线源都是有一定体积的，并
二．X射线的基础知识 2.1X射线的产生 任何具有足够动能的带电粒子射到金属材料上就会产生X射线。 X射线管主要由灯丝（阴极）和金属（阳极）组成，如图2.1所示。灯丝为螺旋状，一般由钨丝制成。当灯丝通电加热后，发射热电子。金属阳极统称为靶，其接高压变压器，形成一个高压场，使电子流以极高速度撞击靶，在撞击点上产生X射线，向四周辐射。其强度分布在与靶面约成6 处为最强，故在管壁上按此角度开辟窗口使X射线透过。 由于仅有百分之几的电子动能转化成X射线光能，而大部分撞击靶的电子动能被转变为热能。因此，靶内部需通水进行冷却，以免靶受热熔化。 图2.1 X射线的产生 常用的X射线发生器有两类，一类是封闭X射线管；另一类是转靶X射线管。 封闭X射线管中的靶是固定不动的，故也称作固定靶，如图2.2所示。其实际使用功率一般在2kW左右。 （a）示意图（b）实物 图2.2封闭X射线管的示意图和实物外观图
由于封闭X射线管的本身结构所限制，其功率难以再增大。因此研制了能使靶旋转的X射线管，转靶如图2.3所示，其产生X射线的原理与封闭X射线管相同。靶为中空的圆柱体，内部通水进行冷却。工作时，靶围绕轴高速旋转，使靶面上受到电子轰击的部位在不断地迅速移动，受热面积不固定在一个点上，而是一个面，因而可使冷却效率大大提高，从而大幅度地提高了X射线管的功率。当前，在我国使用的转靶X射线管的功率为12 kW或18kW。 （a）示意图（b）实物 图2.3 转靶的示意图和实物外观图 根据X射线产生的原理和X射线管的结构，可以开辟两个以上的X射线窗口，如图2.4所示（图中的圆柱体为靶），将其中一个窗口专门用于X射线衍射。其它窗口（如：点焦点）可用于纤维附件（测试取向度），或用于高温、低温附件（测试相变）和小角散射等，使X射线衍射仪具有一机两用或一机多用的功能。 图2.4 X射线窗口
X线球管的基本知识 第一节固定xxX线管 一、结构 固定阳极X线管是诊断用X线管中最简单的一种，如图3-1所示，其结构主要由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成。 （一）xx 阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生X线，同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去；其次是吸收二次电子和散乱射线。 固定阳极X线管的阳极结构由阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄四部分组成。 固定xxX线管的xx结构 1．阳极头它由靶面和阳极体组成。靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生X线（曝光）。但由于曝光时，只有不到1%的电子流动能转换为X线能，其余均转化为热能，所以曝光时，靶面将产生大量的热量而使其工作温度很高。又由于辐射的X线强度与靶面材料的原子序数成正比，所以X线管的靶面材料一般都选用钨（Z=74），故称为钨靶。钨的特点是熔点高（3370℃），蒸发率低，原子序数大，又有一定的机械强度。但钨的导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，故常把厚度为1.5～3mm的钨靶面用真空熔焊的方法焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上。这样制成的阳极头不但辐射X线的效率高，而且具有良好的散热性能。 固定阳极X线管的靶面静止不动，电子流总是轰击在靶面固定的同一位置上。由于单位面积上所承受的最大功率是一定的，所以固定阳极X线管的功率是有限的。 2．阳极帽它又称阳极罩或反跳罩，由含钨粉的无氧铜制成，依靠螺纹固定到阳极头上，其主要作用是吸收二次电子和散乱射线。阳极帽上有两个圆口：
头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击靶面的通道；侧下部圆口向外，是X线的辐射通道，有的X线管在此圆口处加上了一层金属铍片，以吸收软X线，降低病人皮肤剂量。 高速运动的电子流轰击靶面时，会有少量的电子从靶面反射和释放出来，这部分电子称为二次电子。二次电子有害无益，其能量较大（约为原来的99%），轰击到玻璃壳内壁上，将使玻璃壳温度升高而释放气体，降低管内真空度或使玻璃壳击穿；二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射X线，使X线影像质量降低；二次电子还会附着在玻璃壁上，造成整个管壁电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏。 阳极帽罩在靶面的四周，与阳极同电位，故它可以吸收50%～60%的二次电子，并可吸收一部分散乱X线，从而保护X线管和提高影像质量。 3．玻璃圈它是阳极和玻璃壳的过渡连接部分，由4J29膨胀合金（镍29%，钴17%，余为铁）圈与玻璃喇叭两部分封焊而成。其中，玻璃端与玻璃壳封接，膨胀合金端与阳极头焊接在一起。 4．阳极柄它由无氧铜制成，呈圆柱体状且横截面较大，与阳极头的铜体相连，是阳极引出管外的部分。它的管外部分浸在变压器油中，通过与油之间的热传导，将靶面的热量传导出去，从而提高了阳极的散热速率。 （二）阴极 阴极的作用是发射电子并使电子流聚焦，使轰击在靶面上的电子流具有一定的大小、形状。 其结构主要由灯丝、阴极头、阴极套和玻璃芯柱等四部分组成， 固定xxX线管的阴极结构 1．灯丝它的作用是发射电子。灯丝由钨制成，因为钨在高温下有一定的电子发射能力、熔点较高、延展性好、便于拉丝成形、抗张力性好、且在强电场下不易变形等特点。诊断用X线管的灯丝都绕成小螺线管状。
X射线机基础知识 一、概述： 1895年11月8日，德国物理学家伦琴在研究阴极射线管中气体放电实验时，偶然发现了X射线。很快X射线就应用于医学成像，开创了一种内脏器官无创伤影像诊断方法。 X射线是一种波长极短，能量很大电磁波，它除了具有可见光的一般性质外，还具有自身的一些特性，即穿透作用、电离作用、感光作用、荧光作用及生物效应等。 X射线在医学上的应用有三个方面的内容，即X射线诊断、X射线治疗及X射线防护。用于诊断的X射线机称为诊断X射线机，可以作透视、摄影检查。X射线透视主要依据的是X射线的穿透作用，差别吸收及荧光作用；X射线摄影依据的是X射线的穿透作用，差别吸收及感光作用。X射线摄影检查又可以分为普通摄影、滤线器摄影、断层摄影等几种方法。 二、X射线机高压部件简介 （一）X射线管 X射线产生需要三个条件：（1）电子源；（2）高速电子流；（3）靶。X射线管就是据此设计制造的产生X射线的核心器件。X射线管主要由阴极、阳极和玻璃壳三部分组成，阳极和阴极封装在高真空度的玻璃壳内。阴极（钨丝）在高温下可发射足够数量的电子，这些电子在阴阳两极高压作用下被加速成为高速电子流。当高速电子撞击钨靶时，电子动能转换为两部分能量：其中不到1%能量转换为X 射线能量；而99%以上能量转换为阳极热量，加速了阳极靶面的温升。X射线管分为固定阳极X射线管和旋转阳极X射线管，两者结构区别主要体现在阳极上，前者主要由钨靶面和传热的铜体构成，后者主要由靶面、转子、转轴、定子及轴承组成。旋转阳极X射线管分为低速管（3000转/分）和高速管（9000转/分）两类。为减少磨损和防止共振，旋转阳极X射线管一般都有制动装置。X射线管放置在X射线管管室中，两者之间充满了用于绝缘和冷却的变压器油。 （二）高压发生器 高压发生器的主要作用是供给X射线管阴、阳两极直流高压和灯丝加热电压。其主要由高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、变压器油及封装以上部件的箱体组成。高压初级电压经高压变压器升压、高压整流器整流后，成为直流高压，通过高压电缆加到X射线管阴阳两极。灯丝初级电压经灯丝变压器降压后，通过阴极高压电缆加到X射线管灯丝。一台X射线机经常带有两个或三个X射线管，这些X射线管分时工作，通过高压交换闸进行切换。变压器油起绝缘和散热的作用。 （三）高压电缆 高压电缆是连接高压发生器和X射线管的器件，主要用于传输X射线管阴阳两级高压及灯丝加热电压。高压电缆分同轴高压电缆和非同轴高压电缆两类，其结构从里到外依次为导电芯线、高压绝缘层、半导体层、金属屏蔽层及保护层。阴极电缆有三芯和二芯两类，分别用于双焦点和单焦点X射线管。高压电缆两端装有高压插头，分别与装有高压插座的高压发生器和X射线管相连。 三、诊断X射线机的组成 诊断X射线机主要由主机和外围设备两部分组成。每部分的具体组成如下表所示。 四、X射线机主机系统基本电路
X射线衍射分析思考题与习题 一X射线物理基础 1.怎样的X射线称作连续X射线?它是怎样产生的？它有什么应用？ 2.怎样的X射线称作特征X射线?它是怎样产生的？它有什么应用？ 3.一个元素的特征辐射能否激发同元素同系的荧光辐射？ 4.常用铅屏保护工作人员免受辐射的照射，为使CuKα, MoKα和60KV管电压发出的短极 限之辐射的透射系数都为1x10-5, 试问铅屏厚度分别为多少？ 二X射线衍射原理 1.一束平面波以α角照射到间距为a的一维原子列上，如图所示。SOS′和ＴＲＴ′的光程差 δ＝ＯＱ－ＰＲ＝λ波长，这时能产生衍射吗？ 2.波长为1.54埃的单色X射线照射到点阵常数为5.43埃的立方晶体（111）面上，改变 掠射角θ，该晶面最多能产生多少级衍射，它们的衍射角分别为多少？ 3.管电压为35KV所产生的连续X射线，以θ=60°的掠射角照射到a=5.43埃立方晶系的晶 体（100）和（531）晶面上，该两个晶面分别能最多产生多少级衍射（谐波），最高及最低两级的射线波长分别为多少。（波长大于2埃的全部射线被空气吸收了） 1]晶向，用厄瓦尔德图解法求出（022）4.如果入射线平行于a=5.43埃的立方晶体之[00 的反射线的波长。 5.如果用M0Kα辐射照射a=5.43埃的立方晶体上，用厄瓦尔德图解法回答晶体处于什么位 置时能产生（220）衍射？（求入射线与（220）面的夹角） 6.Cu Kα辐射照射金刚石结构的Si晶体a=5.43埃，那末（111）晶面能产生几级衍射？分
别写出其衍射指数。金刚石结构的晶胞中含有八个硅原子，其坐标分别为000+面心平移；414141 +面心平移 7. 立方晶系氯化钠结构的MgO(a=4.123埃)晶体，试回答题6中相同的问题。 8. 试证明试样无限厚时，衍射仪法常规扫描时，保持入射线截面积不变，在不同θ角情况 下，试样被照射到的体积不变。 9. 说明粉末法中衍射线相对强度主要与哪些因素有关？ 10. 说明粉末法中衍射线宽度主要与哪些因素有关？ 11. 说明使用粉末法衍射中积分强度公式时的实验条件。 三 粉末法 1. 直径为57.3毫米的德拜相机，CuK α辐射摄取德拜相，计算θ角为10o ，35o ，60o ，85o 时 K α双线间的距离。 2. 试说明怎样识别德拜相哪一区域为透射区（2θ<90o ） 3. 用单色射线照射MgO 粉晶，写出前八条衍射线的指数。 4. 为何粉末衍射仪法中一般记录到的衍射线强度都是平行于试样表面的反射晶面的衍射 强度？ 5. 用厄瓦尔德图解法来说明粉末衍射原理。 四 物相分析 1. 说明X 射线物相分析中的物相是指什么？说出X 射线物相分析的任务。 2. 说明X 射线物相分析的基本原理。 3. 说明X 射线物相分析定性分析的主要步骤。 4. 试样中掺进ωr =0.2含量的参考相，在混样的衍射图上，J 相最强线与参考相最强线的积 分强度比为1.5，查JCPDS 索引得到J 相和R 相的K 值分别为1.5和0.5，求J 相在原样品中的含量。 5. 由定性分析测试得试样中只有三个结晶相（不存在非晶态），在同一衍射图上它们的最 强线强度比I 1/I 2、I 1/I 3分别为0.57、0.30。求三个相的重量分量。 （已知三相最强线与刚玉的参考强度比分别为1.5、0.9、0.5。） 6. 取两份100克试样，分别掺入20克、30克该试样中某一相的纯标样，制得两个混样。
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X光的发现光的发现X-ray 由德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Konrad 由德国物理学家威廉·康拉德·伦琴（ Rontgen）1895年发现 Rontgen）在1895年发现射线的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现( 射线1895 19世纪末20世纪初物理学的三大发现 1895年 X射线的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现(X射线1895年、放射线1896年、电子1897年)之一，这一发现标志着现代物理学的产放射线1896年电子1897年之一， 1896 1897 生。 开创了现代医学影像学的新纪元
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ X光的发现1895年11月 1895年11月8 日，德国维尔茨堡大学的教授伦琴像平时一样把一只放电管用黑纸严严实实地裹起来，把房间弄黑，接通感应圈，只放电管用黑纸严严实实地裹起来，把房间弄黑，接通感应圈，使高压放电通过放电管，黑纸没有漏光，一切正常后他截断电流，使高压放电通过放电管，黑纸没有漏光，一切正常后他截断电流，准备做每天做的实验——放电实验。 突然，——放电实验准备做每天做的实验——放电实验。 突然，眼前似乎闪过一丝微绿色荧光。 刚才放电管是用黑纸包着的，荧光屏也没有竖起，绿色荧光。 刚才放电管是用黑纸包着的，荧光屏也没有竖起，怎么会有荧光呢？么会有荧光呢？伦琴以为是自己的错觉，于是又重新做放电实验，伦琴以为是自己的错觉，于是又重新做放电实验，但荧光又出现伦琴大为震惊，他一把抓过桌上的火柴，嚓的一声划亮。 了。 伦琴大为震惊，他一把抓过桌上的火柴，嚓的一声划亮。 原米远处立着一个亚铂氰化钡小屏，来离工作台 1米远处立着一个亚铂氰化钡小屏，荧光是从那里发出的。 但是由放电管阴极发出的射线————阴极射线是不能通过数出的。 但是由放电管阴极发出的射线——阴极射线是不能通过数厘米厚的空气的，米远处的荧光屏闪光呢？厘米厚的空气的，怎么能使 3/ 26
大家一起复习一下基础知识 59、如何正确的选用增感屏。 增感屏在拍摄中起着十分重要的作用，所以拍摄时根据不同的拍摄对象及目的加以选择有利于胶片成像质量。 ---选择与胶片感色性相匹配的增感屏，感蓝片选择发射蓝光的增感屏、感绿片选择发射绿光的增感屏。一般感蓝片常用钨酸钙增感屏，绿片常用硫氧化钆增感屏。 ---根据增感屏的感度及清晰选择合适的增感屏，低速屏、中速屏、高速屏，以及一些特殊的增感屏。通常低速屏的清晰度好于高速屏。 ---选用与胶片及暗合相同规格尺寸的增感屏。 60、为什么增感屏使用以后不能立即装入胶片马上使用？ 因为增感屏受到X线照射后激光发荧光，当X线停止照射后，荧光仍有残余的发射，这种现象称为余辉（残光现象）。在工作中，如用余辉严重的增感屏投射，第一张像片照射后取出，短时间内立即装入第二张胶片，那未第一次投射时的荧光影像会在第二张像片像片的清晰度。一般余辉时间超过30秒时，则此屏不宜在使用，应选择余辉时间短的增感屏。 61、拍片时如何选择管电压（kV）和管电流（mA）及曝光时间（S）。 曝光量的准确与否决定着胶片的成像质量，而拍片时曝光总量主要取决于电压（kV）、电流（mA）及曝光时间（S）三个因素，其中kV值主要决定了X线的“质”即X线的穿透能力。 一、管电压（kV）的选择：
X线的穿透性主要决定于曝光时选择的管电压的大小： ---管电压小（kV值过低），则射线穿透力差，在胶片上相应的区域就不能形成足够的潜影，于是所获得的影像则显示密度低，又缺乏对比度和清晰度。 ---管电压高（kV值过高），则X线穿透力过强，将会显著降低像片的对比度，同时影像的结构和清晰度也得不到充分显示。因此这样的像片缺乏应有的色调，而显得单调、灰暗。假如这种情况下不适用滤线器，灰雾度将更大，影像对比度更低。 二、毫安（mAs）的选择 管电流（mA）及时间（S）都是描写射线量的参数，通常以二者乘积（mAs）代表X 线的射线量。mAs选择依据胶片感光度及增感屏的类型来确定，通常为1-100 mAs，对于呼吸系统博动、蠕动等活动部位或小孩等不易配合的病人，可选用短时间大电流，一般不同厚度的部位只需调整kV值而mAs值不变。 在保证影像密度值不变的前提下，mAs增加50%左右=增加15%左右kV，相对增加50%左右mAs而减少15%左右kV值，可增加胶片对比度。 62、简述摄影条件与影像质量之间的关系。 摄影条件跟影像质量有着密切的关系，曝光量的对数值（LgH）它与焦距（D）的平方成反比，跟管电压（kV）和管电流（mA）与时间（S）的乘积成正比。并可以通过调节kV和mAs来获得不同质量的影像。 摄影条件与影像质量之间的关系 LgH --- (mAs . KV n)/D2 kV ——管电压决定了射线的‘质’ mAs——管电流与时间之积决定了射线的‘量’
课程论文 题目X射线衍射成像技术的 原理以及最新发展与应用学院 专业 班级 学生 学号 二〇年月日
摘要 随着科技的发展，基于傅里叶光学的X射线衍射技术发展越来越先进，形成了X射线衍射成像（X-ray diffraction imaging，XDI）和相干X射线衍射成像(coherent X-ray diffractive imaging，CXDI/CDI)等技术，它们广泛应用于材料、医学、生物、物理等领域，为人们探索微观世界的结构提供很好的工具。本文主要论述了X射线衍射的基本原理，并讲述了它们在不同应用中的最新发展，包括X 射线衍射成像和相干X射线衍射成像的二维、三维成像等技术，同时简单的说明了它们在一些领域的应用。 关键词：X射线衍射；X射线衍射成像；相干X射线衍射成像 1前言 近几十年来，X射线衍射成像技术得到快速发展，它具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点，大量的用于材料内部结构分析、生物分子探究、医学以及危险品扫描等领域。近一个世纪以来，科学家们不断探索测定物质结构的方法，希望能够看到物质内部的原子是如何排列的。而传统用的最多的方法是X射线晶体衍射分析的方法(XRD)能够实现物质的结构的测定，但它存在一定的局限性，然而在实际应用中，会受到很多的限制，为了更好的研究物质的结构，科学家们做了大量的工作，对X射线衍射技术进行改进升级，取得了一些最新的更成果，例如X射线衍射成像技术（X- ray diffraction imaging，XDI）、相干X射线衍射成像技术（coherent X-ray diffractive imaging，CXDI/CDI）等。 近年来，X射线衍射增强成像（X Ray Diffraction enhanced imaging，DEI）也发展迅速。射线相位衬度成像是一种新型的X射线成像技术，通过记录射线穿过物体后相位的改变对物体进行成像，可以提供比传统的X射线吸收成像更高的图像衬度以及空间分辨力。衍射增强成像方法(X Diffraction enhanced imaging,DEI)是X射线相位衬度成像方法之一，利用一块放置在物体和探测器之间的分析晶体提取物体的吸收、折射以及散射信息并进行成像。但是它跟X射线衍射成像方法不同，不是同一种技术。 2 X射线衍射基本原理
《X射线荧光光谱分析的基础知识》讲义 廖义兵 X射线是一种电磁辐射，其波长介于紫外线和γ射线之间。它的波长没有一个严格的界限，一般来说是指波长为0.001-50nm的电磁辐射。对分析化学家来说，最感兴趣的波段是0.01-24nm，0.01nm左右是超铀元素的K系谱线，24nm则是最轻元素Li 的K系谱线。1923年赫维西(Hevesy, G. Von)提出了应用X射线荧光光谱进行定量分析，但由于受到当时探测技术水平的限制，该法并未得到实际应用，直到20世纪40年代后期，随着X射线管、分光技术和半导体探测器技术的改进，X荧光分析才开始进入蓬勃发展的时期，成为一种极为重要分析手段。 一、X射线荧光光谱分析的基本原理 元素的原子受到高能辐射激发而引起内层电子的跃迁，同时发射出具有一定特殊性波长的X射线，根据莫斯莱定律，荧光X射线的波长λ与元素的原子序数Z有关，其数学关系如下： λ=K(Z? s) ?2 式中K和S是常数。 而根据量子理论，X射线可以看成由一种量子或光子组成的粒子流，每个光具有的能量为： E=hν=h C/λ 式中，E为X射线光子的能量，单位为keV；h为普朗克常数；ν为光波的频率；C为光速。 因此,只要测出荧光X射线的波长或者能量,就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系，据此，可以进行元素定量分析。 图1为以准直器与平面单晶相组合的波长色散型X射线荧光光谱仪光路示意图。 图1 平面晶体分光计光路示意图 A—X射线管；B—试料；C—准直器；D—分光晶体；E—探测器 由X射线管（A）发射出的X射线（称为激发X射线或一次X射线）照射到试料（B），试料（B）中的元素被激发而产生特征辐射（称为荧光X射线或二次X