要回答这两个问题,首先要知道:X线是个啥?它从哪里来?
X线其实是一种射线,它本就存在于我们这个世界,只是因为看不见摸不着,在被发现之前大家都不知道它的存在。
那么它是怎么被发现的呢?这是物理学史上的一个很有名的故事,相信很多人都隐约记得上中学的时候课本上有这么一件事。我们在这里再简单温习一下。温故而知新嘛!
那是1895年的事,这个年份很容易记住,为什么呢?说起来很屈辱,因为这一年,中国的清政府和日本签订了臭名昭著、丧权辱国的《马关条约》,中国割让了辽东半岛、台湾岛及其附属各岛屿、澎湖列岛给日本。
1895年的11月8日,德国物理学家威廉·伦琴在实验室里从事阴极射线的实验工作,一个偶然事件吸引了他的注意(看,很多著名的事情都是偶然,细节决定成败)。放电管用黑纸包得严严实实,当时,房间一片漆黑,他突然发现在不超过1米远的小桌上有一块荧光屏在发光。伦琴感觉很奇怪,心想“是不是离得太近了?”,于是他就把荧光屏挪远一点继续试验。可是荧光屏的闪光,仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品,包括书本、木板、铝片等等,放在放电管和荧光屏之间,发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住,有的起到一定的阻挡那用。(记住这一点,我们下面还会说到。)伦琴感觉到这可能是某种特殊的射线,它具有特别强的穿透力,从来没有观察到过。他就抓住这个机会,反复试验。一直过了6个星期,伦琴已经确认这是一种新的射线,才告诉自己的亲人。
给它起名叫X射线,X是什么意思,就是“不知道”的意思,我们平常就把不知道的人或事都用X来表示。美国大片X战警,原名叫“X-Men”,就是因为他们基因突变之后出现超能力,而这些超能力又各不相同,当你面对一个新的变种人,在没有任何了解的时候,她的超能力就是不确定的,谁知道会是个啥,所以只能用“X”来表示。
1895年12月22日,他邀请夫人来到实验室,用他夫人的手拍下了第一张人手X射线照片,那一张著名的带着戒指的X线片。看吧,这是多有意思的一个故事。不知道伦琴夫人在拍摄X线片的时候心里是什么感受,单单是这种为科学献身的精神就很了不起,值得点赞!
这个事情说明了X射线其实一直存在于我们这个世界,伦琴只是发现了它,由于X线的巨大作用,伦琴获得了1901年的首届诺贝尔物理学奖。这里还有一个小插曲,科学家忙于做研究很正常,但伦琴居然忙得连领诺贝尔奖都没空。当诺贝尔委员会邀请他前往斯德哥尔摩领奖时,伦琴的回信却出人意表:“前往斯德哥尔摩的路途遥远,需向校长请假才行,麻烦得很。可以将奖牌与奖金寄过来吗?”瑞典的答覆是:“奖牌不能寄,还是请阁下亲自到来。”伦琴无奈地到了斯德哥尔摩,但他领奖后就立即打道回府,连获奖后的例行讲座也取消了。
X线到底是咋工作的?为啥要做X线检查?
那么X线到底是咋工作的?
前面的故事有个小细节,伦琴先生在做试验的时候曾经换过不同的物品放在放电管和荧光屏之间,发现不同的物品效果很不一样。有的物品挡不住,有的物品则能起到一定的阻挡作用。也就是说,X线对不同物品的穿透能力是不一样的。人体的骨头、肌肉、肌腱、筋膜等组织是不一样的,对X线的“阻挡”作用也不一样,就是利用这种差异性,X线检查才能发挥它巨大的作用。
我们想要看看骨头受伤了之后有没有发生骨折,肉眼无法直接看见,也不可能为了看看骨头而“剥皮抽筋”(开玩笑),那么X线对不同组织的穿透力不同就能给我们间接评估骨头情况。因为,好的骨头是一个整体,如果发生骨折,那么骨头的裂缝对X线的阻挡作用就会消失,就会在荧光屏上显示出异常情况。
举个例子吧,相信很多人看过张艺谋先生的电影《英雄》,李连杰饰演的无名决定不杀秦王嬴政,但是秦王又不得不杀无名。最后万箭齐发把无名射死了,镜头没有直接给到无名万箭穿心,而是层层推进,墙上和城门上密密麻麻均匀地布满了箭,只有一个地方是个没有箭,而且是个人的形状。这里就能用来很形象的说明X线的工作原理,千千万万的箭就是X线,后面的城墙和城门就是荧光屏,没有射到人的箭就穿过去了,钉在了墙上和门上,射到人的箭就相当于被“阻挡”了的X线,无法落到荧光屏上,就显示不出来,所以就在城墙上留下来一个人形。
这个电影片段在这里借过来用一下,感谢张艺谋先生呈现了那么形象的解释。
形象归形象,但是要记住,X线不是线,而是一种粒子。就好像我们平常说“光线、光线”,其实光并不是线,而是兼具波和粒子的特点,学过高中物理的都能理解,这叫什么?对,光的“波粒二象性”。有点扯远了。
为啥要做X线检查?
其实前面已经有了铺垫了,现在知道了X线到底是咋工作的,也更地好理解为啥要做X线检查:因为肉眼无法直接看到骨骼组织的损伤,借助X线对不同物品穿透能力不同的特点,来帮助我们间接地观察受伤组织的情况。同时X线粒子由于它非常小,小到肉眼看不见,经过它的检查,我们可以发现很多肉眼发现不了的情况。比如非常细小的一条骨缝,有时候手术的时候用肉眼也看不到,但是X线检查很多时候都能显示出来。
生活中到处都是这样的例子,其实原理都差不多。
1. 家里的老房子,平时看着房顶什么的都很好,到了下雨的时候才发现哪个地方有个洞,在漏雨。这时雨对于屋顶的考验就相当于X线检查了。
2. 以前农村怎么判断哪个鸡蛋能孵出小鸡儿,就是晚上对着灯泡看鸡蛋,鸡蛋不同,光透过鸡蛋壳产生的影像就不同,有经验的行家就能以此来判断是不是能孵出小鸡崽儿。相信这样的场景很多人都看过。
3. 在机场、火车站、地铁站等过安检的时候,X 射线被用于检查旅客的行李中是否带有危险品。当包裹通过机器时,屏幕上就会显示出包裹里装的什么东西。
4. 古埃及的木乃伊相信大家在很多影视作品里都很熟悉了,木乃伊发现之后现代科学家可以通过X射线观察到布条尸体的内部,对科学研究提供了相当大的辅助作用。
5. 工业上X射线也有相当大的作用,可以用来做工业探伤,就是用来检查生产出来的新的金属部件有没有砂眼、裂纹、瑕疵等容易被人类忽略的问题。大大提高了工业社会的发展,使科技产品更加精细,好用。
现在大家都说X线检查有辐射,辐射到底有多大?
相信这是大家都很关心的问题。这里只能简单说明一下,为什么不能深度解释?因为大家所处的环境都不一样,有的在城市里,有的在大山里等等,不同的环境有不一样的结果,所以只能简单解释一下,虽然简单解释,但是也得让您弄明白。
一般常见的辐射有核辐射和电磁辐射两种,首先要确定的是X线确实有辐射,但是是电磁辐射,没有核辐射那么可怕。辐射的计量单位: Sievert (Sv)(西弗) 1 Sv = 1 Joule/kg (焦耳/千克),这个不用去特别记忆,计量单位嘛,只是一个定义,让大家说起来的时候好分别,就好像说这个人身高1米5,“米”就是个单位。那么我们生活的这个大自然,一天的辐射量是多大呢?0.01 mSv,这个到底是多大,不用去纠结。记得一天的辐射量是0.01就行了,坐飞机高空飞行的辐射大概是每小时0.001-0.01,你平时有觉得这两种辐射有多可怕吗?相信绝大多数人都没什么感觉。那么一次X线检查辐射量有多少呢?就拿我们最常见的胸透为例,一次的辐射大概是0.1mSv,大概就是长途飞行10个小时受到的辐射量,大概就相当于坐飞机飞一次美国。
所以说,一般的X线检查不用担心会致癌什么的,因为辐射量很低,但是我们需不需要重视呢?答案是肯定的,长时间暴露在辐射下面肯定会对身体造成损伤,就好像我们常说的“水滴石穿”,一滴水并不可怕,因为它不可能一下子就把石头砸穿,但是架不住长时间的、不停的砸啊!短时间内多次接触辐射还是对身体有影响的。可能会造成基因突变,发生癌变。至于孕妇能不能接受X线检查的问题,医学研究发现,孕妇在妊娠期的18-85天内,10 mSv即可引起致畸效应。什么概念,也就是连续接受100次胸透检查,一般都做不到,但是总的原则:避免辐射总归是没错的。如果必须要行X线检查,可以在检查的时候使用铅衣等物品对孕妇的腹部做好防护,尽可能的减少辐射对胎儿的影响。
凡事有得必有失,为了获得准确的诊断,全面评估病人的状况,弄清楚疾病的具体情况,偶尔的X线检查还是安全的,不能因为害怕X线辐射,就不去看病,这才是“捡了芝麻,丢了西瓜”。