科技改變生活 · 科技引領未來
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人們到醫院做透視和CT檢查，就是采用X射線照射，又叫X光。X射線其實就是一種光，但這種光與我們平時了解的光不同，它可以透過人體后某些物體，但眼睛卻看不見。
光，實際上就是能量的傳遞，其本質是一種處于特定頻段的光子流。光源發出光，是因為光源中的電子獲得額外能量，在躍遷過程中以波的形式釋放能量。
太陽光、電光、火光都是如此。因此，本質上光又是一種電磁波，是依靠光子傳遞的能量信息。但光有看得見和看不見的光，人眼在長期進化中，只對波段約380~780nm的頻段感光，因此這個特定頻段的電磁波被稱為可見光。
除了可見光，還有許多人眼看不見的光，如無線電波、紅外線、紫外線、X射線、γ射線，就屬于看不見的光，這些光都是電磁波譜中的某一個波段和頻率。
這些看不到的光，能量有低有高，可見光處于中間一個波段。比可見光能量低的光，有無線電波（包括長波、中波、短波、微波）、紅外線；比可見光能量高的光，有紫外線、X射線、γ射線。
X射線是僅次于γ射線的電磁波，波長在10納米~0.01納米之間，頻率在3^16~3^20赫茲之間，能量為124eV~1.24MeV。這是每一個光子的能量，屬于高能射線，因此穿透力很強。當X光照射人體時，一部分被人體物質吸收，大部分會從原子隙縫穿越透過。
頻率越高波長越短的X光能量越大，穿透能力越強。在穿透物體的過程中，根據物體的密度和厚度，吸收不一樣，因此穿越的X光就有強有弱，這樣就在感光膠片中顯示出被穿越物體的結構來。
說到X射線被發現過程，不得不說一位偉大的科學家家廉·康拉德·倫琴。倫琴1845年出生于德國萊茵州萊耐普城一個較為殷實的小企業主家庭，從小受到良好教育，曾經師從著名的熱力學科學家克勞修斯，1868年受聘為維爾茨堡大學教授。
后來，倫琴幾經輾轉，到過多家大學進行物理學研究，1888年回到維爾茨堡大學，不久接任孔特任物理研究所所長，1894年被選任為該校校長。
19世紀末的歐洲，是科學風起云涌的時代，歐洲的許多物理學家們都癡迷于研究真空放電現象和陰極射線，倫琴也深陷其中。
不過倫琴的研究更為精細，為了防止外界光線對放電管的影響，不讓管內的可見光漏出管外，他把整個房間全部弄黑，還做了個黑色硬紙套子，將放電管嚴嚴實實封閉起來。
但他接通高壓電測試陰極射線時，黑色紙板套沒有露出一絲光，他為自己的杰作感到滿意。
可就在這時，他突然發現距離放電管1米外有一點閃光，切斷電源后閃光即消失。那是一個涂有氰化鉑酸鋇的熒光屏，每次打開電源都會發出微弱的淺綠色閃光！
他很驚奇，他知道這絕不是陰極射線，因為他和許多科學家都通過實驗證實，陰極射線只能在空氣中移動幾個厘米，這已經是定論。他試著把這個熒光屏逐步移得更遠一些，一直到2米距離，依然可以發出閃光。
這時倫琴心里一陣狂喜，這很可能是一種過去從未發現過的東西，是一種未知的射線！但他現在還不能排除這是不是自己眼睛在黑暗中的錯覺或幻影，因此在此后幾個星期，為了證實這種射線的存在，他把自己關在實驗室里，一個人默默研究。
因為科學是非常嚴謹的事物，未經證實就嚷嚷有違科學精神，因此他誰也沒有告訴。
他在實驗室安放了一張小床，叫人將飲食送過來。就這樣，他吃住在實驗室，這樣可以讓實驗儀器不中斷，保持測試的連續性。
為了排除視力的錯覺，他采用感光板記錄下這些奇怪的光。后來他又用紙、書和木板隔在感光板中間，這些射線不屈不撓的穿越而過，這些好像對它都是透明的。
當他覺得這種新發現的光已經確信無疑，已經過去了7個星期了。
1895年12月22日晚上，他說服了自己的夫人來當實驗對象，當他夫人將自己帶有戒指地伸向熒光屏時，令人震驚而奇異的現象出現了，倫琴夫人看到一只瘦骨嶙峋的手，再仔細一看，那不是手，而是一個個骨節。
夫人不敢相信，這就是自己的手？但在影子的無名指骨節上，分明有一個戒指，與自己戒指戴的位置一點都沒有偏差！倫琴夫人被自己的手嚇住了，要知道那個年代還有誰看到過這種影像？只有死人的白骨才會這樣。
而這是人類第一張X光照得的人體照片！倫琴異常激動地擁抱了夫人。終于證實了，這是一種前所未有的光，能夠穿透肉體的光。
1895年12月28日，倫琴將自己的論文《一種新的射線，初步報告》提交給了維爾茨堡物理學醫學學會，里面他用“X”符號給這種射線命名。
他說，當我發現這種現象時，是那么的奇異和驚人，我把自己弄得精疲力盡，一而再再而三地做同一實驗，以排除錯覺或幻影，幾個星期，我不想讓任何其他事情干擾我的實驗。
倫琴是個低調的人，但1896年1月23日，他在自己的研究所舉行了他一生唯一一次報告會，公布了自己的發現。報告會上，倫琴請求維爾茨堡大學著名解剖學家克里克爾，伸出自己的手讓他當場用X射線拍攝，克里克爾欣然同意。
當拍好的干板經過顯影，出現一位八十歲老人優美的手骨時，全場掌聲雷動，爆發出歡呼。
克里克爾立即激動地提出建議，將這種射線命名為“倫琴射線”。后來人們又把X射線和γ射線的照射劑量單位稱為“倫琴”。從此倫琴的發現傳遍了世界，引起了世界從未有過的巨大轟動。
所有的研究機構都爭相仿造倫琴的實驗設備，重復他的實驗，當然，真正的科學成果是經得起任何復制的。X射線一時風靡全球，成為一種時尚。
有人用X射線合影，以照出骨骼造型為時髦，甚至買鞋商人也以此促銷，用X光照射試鞋。人們那個時候還根本不知道X射線的危害，以為這就是上天帶給人類的奇妙感受。
最早開發出X光引用的是醫學，這就是透視技術。人們通過X光照射，可以看到本應通過解剖才能看到的病變，為無數人更好地解除了病痛。當時英國著名外科醫生托馬斯·亨利將X射線稱為“診斷史上的一個最大的里程碑”。
倫琴以他敏銳的視角，嚴謹一絲不茍的科學態度，才讓X射線得以發現，從此讓人類的生活發生了深刻變化。由于倫琴的巨大貢獻，1901年，他獲得了人類科學史上首個諾貝爾物理學獎。
但倫琴一生都保持低調，他沒有將自己的發明申請專利，也拒絕了德皇威廉二世授予他的貴族稱號，依然以一個普通人身份默默地耕耘著自己的科學，在光電、熱力、電磁等許多領域取得了成就，一生獲獎150多項，但都被X射線發現的光芒掩蓋了。
1923年2月10日，倫琴在慕尼黑逝世，但他的精神與世長存。
X射線的發現，給了這個世界很大刺激，人們沉浸在發現的狂喜中，將X光廣泛運用于社會生活各種場合。開始，人們根本沒有別人覺察到這種射線的危害，隨著X射線的濫用，其危害才逐步顯示出來。
1896年1月末，美國人格魯伯在制造X射線管和進行X射線實驗時，受到射線傷害，最終手指和手掌部分被切除；1896年3月，美國人埃迪森同樣是在制作X射線透視裝置時，感到眼疼，隨后發生了結膜炎；
1896年4月，還是美國人丹尼爾在用X射線照射頭顱中異物位置時，發現了X射線對頭發會有損傷脫落；1896年7月，德國人馬修斯對X射線透視引起的脫毛和皮炎進行了記述。
但人們依然沒有意識到嚴重性，甚至有人利用X射線大劑量照射，為女性去除體毛，后來這些女性皮膚不同程度的出現了皺紋、色斑、感染、潰爛和皮膚癌；
1930年~1960年，醫學界將X射線透視當做最時髦的診斷和治療手段，一些病人由于受到高劑量的積累照射，誘發了白血病、骨腫瘤、肝癌等惡性腫瘤。
事實上，X射線的發現者倫琴，同時也是X射線的受害者，由于其多年暴露在X射線下，最終以多發性內臟癌癥而逝世。同樣一生與放射性元素打交道的諾貝爾獎獲得者居里夫人，也因輻射而罹患癌癥逝世（上圖為居里夫婦）。
一直到上世紀六十年代后，隨著越來越多的X射線傷害事件發生，人們才真正認識到這種射線的危害，開始注意做好防護，并在安全劑量中使用。
現在，X射線廣泛地用于社會各個方面，尤其是醫學和工業探傷等方面起著巨大作用。那么人類接受多少X射線照射劑量是安全的呢？
要說清楚這個問題，我們首先要了解一下輻射的劑量單位。輻射計量單位主要有：R(倫琴)、rem（雷姆）、Sv（西弗）、mSv（毫西弗）、μSv（微西弗）等，現在一般常用的Sv、mSv、μSv。
Sv是比較大的單位，1Sv照射就表示人體組織吸收1Gy（戈瑞）的輻射，也是得到1J/kg（焦耳/千克）的輻射，這種輻射劑量是非常大的，相當于廣島原子彈爆炸后幸存者們受到的照射劑量。
照射劑量單位并不僅僅是指X射線輻射，也包括其他的輻射，如γ射線等，是通用統一的。這些高能射線能量高，能夠穿透生物機體，打斷DNA分子鍵，破壞甚至殺死細胞，導致機體受損，大劑量照射甚至導致立刻死亡。
這些計量單位之間的關系是：0.01Sv（西弗）＝1R（倫琴）＝1rem（雷姆）=10mSv（豪西弗）＝10，000μSv（微西弗）。
其實在我們周圍，輻射無處不在。經聯合國原子輻射效應科學委員會調查，綜合世界范圍各地受到的天然照射，平均每個成年人每年受到的天然輻射劑量約為2.4mSv。這2.4mSv中，包括宇宙射線0.4mSv、地面γ射線0.5mSv（外照射）、吸入（主要是氡）1.2mSv、食入0.3mSv（內照射）。
研究認為，人體一次接受了4.5Sv的照射為半致死量，也就是死亡率約為50%，這個量相當連續做300~400次CT的檢查的量；一次接受6Sv的照射，死亡率幾乎為100%。長期觀測研究認為，人體每年受到的X射線照射不超過50mSv，是在安全承受范圍內。
人們在醫院接受X光機或CT檢查，也是受著X射線的照射，這種照射根據部位不同，每次照射受到的輻射劑量在0.01~15mSv之間；
而宇航員們在太空，即便有各種防護，所受到的輻射也是地面的100~200倍；而每天吸煙1包的人，受到的輻射量每年約10~50mSv，相當照射了50次胸片，相當不吸煙的人5~20年的受到的輻射量。
生活中，有可能遇到許多輻射環境，大家一定要注意做好防范，這樣才能將射線這個科學雙刃劍用好，為人類文明進步服務。感謝閱讀，歡迎討論。
陳陽華