X射線在儀器儀表中的應用

　　用X光能否鑒定人體內的石狀物體真的是鉆石？先要了解什么是X光。

　　X射線的本質和光一樣,是一種電磁輻射,它覆蓋了從0.01nm到10nm的波段范圍,對應的能量范圍從125eV到125keV。通常我們把波長在0.001nm～0.1nm之間，能量較高的X射線稱為硬X射線,；波長在0.1nm以上，能量較低的的則稱為軟X射線。人們所熟知的具有很強穿透力的X射線,僅僅是整個X射線譜中的一部分。而且并非所有的X射線都具有很強的穿透能力。只有波長較短的硬X射線才有比較大的穿透深度。對于較長波段的軟X射線來說,在固體中的穿透深度只有微米量級,在空氣中也不到1mm。軟X射線波長較長，能量低，易被物質吸收，而硬X射線與之相反。總而言之，X射線的能量越低就越容易被吸收。

　　在一般公共場合、交通樞紐以及醫院使用的X射線都是能量很低的X射線源，主要采用線掃描或者點掃描成像，鉆石主成分是低原子序數的碳元素，X-射線能輕易地穿透碳原子。換言之，鉆石對于X-射線是透明的，而鉆石的仿制品多是由較大原子量的原子組成，如立方氧化鋯原子量是鉆石的6倍多，易吸收X-射線。這一特性可用于鉆石和仿制品的鑒別，也就是說其實真鉆在X射線下是基本不成像的。一個很直觀的例子，人體骨骼的主要成分含鈣，鈣具有較高分子量，易吸收X射線，于是醫院拍片能清晰呈現出骨骼的形貌，但是人體皮膚內臟主要是有機物祖分，為碳氫組分，因此X射線容易穿透，故無法成像。

　　在實驗室用X射線時測試鉆石真假的一個很好的方法：在一個有X-射線源的環境內，將被測寶石放在攝影膠片上.用X-射線照射。真鉆石會讓絕大部分X-射線透過并使膠片曝光，仿制品則吸收X-射線，其下的膠片未曝光，沖洗膠片，檢測未知寶石下面的膠片曝光度，即可知結果。

　　X射線用在安檢以及醫院的應用已經是眾所周知了，而X射線在分析測試中的應用可以說更是眼花繚亂，應接不暇。普遍應用的XRD、XRF、XPS等，都是微觀譜圖分析（簡稱“微譜分析”）中常用到的方法。

　　X射線衍射儀（XRD），利用X射線與晶體相遇時會發生衍射現象，可以對具有晶型結構的無機物、金屬以及結晶高分子進行定性定量分析，還能進行理化性質的分析，結晶度分析等等。

　　X射線熒光光譜儀（XRF），樣品中原子受到高能X射線的照射，電子躍遷會發射出特征X射線，不同的元素會產生不同的特征X射線，針對這一特性，能夠對元素進行定性定量分析。除了幾個輕質元素之外，XRF的檢測范圍是非常廣泛的。同樣的電子探針也是利用X射線波長和強度對微區元素進行分析，常與電鏡聯用（SEM-EDS）。

　　X射線光電子能譜（XPS），以軟X射線作為激發源既可以電離外層電子也可以電離內層電子，并且激發出俄歇電子，探測非鍵的內層電子，用于元素的定性和定量分析，還可以進行價態的分析。主要針對表面進行分析，是一種對表面上的單原子或單分子層進行分析的表面技術。而俄歇電子能譜是利用電子束作為激發源，使原子進入內層空穴后所釋放的能量，導致發射二次電子，廣泛應用于各種材料分析及催化、吸附、腐蝕過程的分析等。

　　綜上所述，X射線雖沒有強大到隨手就能探測到鉆石（不然直接X射線掃一掃，大家都可以去挖鉆石發家致富了），不過X射線在儀器中的應用也確實是十分的廣泛，但同樣的，任何單一一種儀器的測試用來判斷物質和精確定量都是不夠嚴謹、不夠科學的，結合多種儀器圖譜和行業內經驗綜合推斷分析，才能發揮儀器更大的作用并且能夠更深入的了解待測物。X射線在其中扮演的角色十分重要，用于各行各業的材料分析檢測當中，是分析測試家族中的汗血寶馬，具有不可替代的作用。