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鐳銳光電:什么是X射線光譜?

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鐳銳光電:什么是X射線光譜?

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2019-06-167 09:16
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【摘要】:
導語:X射線光譜法是一種檢測和測量光子或光粒子的技術,其具有電磁光譜的X射線部分中的波長。它用于幫助科學家了解物體的化學和元素屬性。有許多不同的X射線光譜學方法被用于許多科學和技術學科,包括考古學,天文學和工程學。這些方法可以單獨使用,也可以一起使用,以創建所分析材料或對象的更完整圖像。德國歷史物理學家WilhelmConradRntgen于1901年因發現X射線而獲得了第一個諾貝爾物理學獎。根據

導語:X射線光譜法是一種檢測和測量光子或光粒子的技術,其具有電磁光譜的X射線部分中的波長。它用于幫助科學家了解物體的化學和元素屬性。

有許多不同的X射線光譜學方法被用于許多科學和技術學科,包括考古學,天文學和工程學。這些方法可以單獨使用,也可以一起使用,以創建所分析材料或對象的更完整圖像。德國歷史物理學家WilhelmConradRntgen 于1901年因發現X射線而獲得了第一個諾貝爾物理學獎。根據SLAC國家加速器實驗室的說法,他的新技術很快被其他科學家和醫生使用。英國物理學家查爾斯·巴克拉在1906年至1908年期間進行了研究,這使他發現X射線可能是個別物質的特征。他的工作也為他贏得了諾貝爾物理學獎,但直到1917年才獲得。

 

X12射線光譜學的使用實際上早在1912年開始,起初是由英國物理學家威廉·亨利·布拉格和威廉·勞倫斯·布拉格的父子團隊開始的。他們使用光譜學來研究X射線輻射如何與晶體內的原子相互作用。他們的技術,稱為X射線晶體學,在第二年成為該領域的標準,他們在1915年獲得了諾貝爾物理學獎。X射線光譜如何工作當原子不穩定或被高能粒子轟擊時,其電子從一個能級躍遷到另一個能級。隨著電子的調整,元素吸收和釋放高能X射線光子,其方式是構成特定化學元素的原子的特征。

X射線光譜學測量能量的這些變化,這使科學家能夠識別元素并理解各種材料中的原子如何相互作用。有兩種主要的X射線光譜技術:波長色散X射線光譜和能量色散X射線光譜。WDXS測量由晶體衍射的單一波長的X射線。EDXS測量由高能帶電粒子激發的電子發射的X射線輻射。在這兩種技術中,輻射如何分散表示材料的原子結構,因此表示被分析物體內的元素。多個應用程序今天,X射線光譜學被用于許多科學和技術領域,包括考古學,天文學,工程學和健康。人類學家和考古學家能夠通過X射線光譜分析發現有關古代文物和遺骸的隱藏信息。

例如,愛荷華州格林內爾學院化學副教授Lee Sharpe及其同事使用一種稱為X射線熒光(XRF)光譜的方法來識別北美西南部史前人類制造的黑曜石箭頭的起源。該團隊于2018年10月在“考古科學雜志:報告”中公布了其結果。X射線光譜學還有助于天體物理學家更多地了解太空中的物體是如何工作的。例如,圣路易斯華盛頓大學的研究人員計劃觀察來自宇宙物體的X射線,以了解更多有關其特征的信息。該團隊由實驗和理論天體物理學家Henric Krawczynski領導,計劃推出一種稱為X射線旋光儀的X射線光譜儀。從2018年12月開始,該儀器將通過一個長時間充滿氦氣的氣球懸浮在地球大氣層中。

賓夕法尼亞州德雷塞爾大學的化學家和材料工程師Yury Gogotsi 用X射線光譜分析材料制作噴涂天線和水淡化膜。不可見的噴涂天線只有幾十納米厚,但能夠傳輸和引導無線電波。一種稱為X射線吸收光譜的技術有助于確保非常薄的材料的成分是正確的,并有助于確定導電性。“天線的良好性能需要高金屬導電性,因此我們必須密切監控材料,”Gogotsi說。Gogotsi和他的同事們還使用X射線光譜分析復雜膜的表面化學,通過過濾特定離子來淡化水。X射線光譜學的使用也可以在醫學研究和實踐的幾個領域中找到,例如在現代CT掃描機中。

結語:在CT掃描期間收集X射線吸收光譜通過光子計數或光譜CT掃描儀可以提供更詳細的信息和對比體內正在發生的事情,X射線輻射劑量更低,使用更少或不需要對比材料,根據喬治亞埃默里大學放射學和影像科學系CT主任Phuong—Anh T. Duong的說法

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