X射线在仪器仪表中的应用

　　用X光能否鉴定人体内的石状物体真的是钻石？先要了解什么是X光。

　　X射线的本质和光一样,是一种电磁辐射,它覆盖了从0.01nm到10nm的波段范围,对应的能量范围从125eV到125keV。通常我们把波长在0.001nm～0.1nm之间，能量较高的X射线称为硬X射线,；波长在0.1nm以上，能量较低的的则称为软X射线。人们所熟知的具有很强穿透力的X射线,仅仅是整个X射线谱中的一部分。而且并非所有的X射线都具有很强的穿透能力。只有波长较短的硬X射线才有比较大的穿透深度。对于较长波段的软X射线来说,在固体中的穿透深度只有微米量级,在空气中也不到1mm。软X射线波长较长，能量低，易被物质吸收，而硬X射线与之相反。总而言之，X射线的能量越低就越容易被吸收。

　　在一般公共场合、交通枢纽以及医院使用的X射线都是能量很低的X射线源，主要采用线扫描或者点扫描成像，钻石主成分是低原子序数的碳元素，X-射线能轻易地穿透碳原子。换言之，钻石对于X-射线是透明的，而钻石的仿制品多是由较大原子量的原子组成，如立方氧化锆原子量是钻石的6倍多，易吸收X-射线。这一特性可用于钻石和仿制品的鉴别，也就是说其实真钻在X射线下是基本不成像的。一个很直观的例子，人体骨骼的主要成分含钙，钙具有较高分子量，易吸收X射线，于是医院拍片能清晰呈现出骨骼的形貌，但是人体皮肤内脏主要是有机物祖分，为碳氢组分，因此X射线容易穿透，故无法成像。

　　在实验室用X射线时测试钻石真假的一个很好的方法：在一个有X-射线源的环境内，将被测宝石放在摄影胶片上.用X-射线照射。真钻石会让绝大部分X-射线透过并使胶片曝光，仿制品则吸收X-射线，其下的胶片未曝光，冲洗胶片，检测未知宝石下面的胶片曝光度，即可知结果。

　　X射线用在安检以及医院的应用已经是众所周知了，而X射线在分析测试中的应用可以说更是眼花缭乱，应接不暇。普遍应用的XRD、XRF、XPS等，都是微观谱图分析（简称“微谱分析”）中常用到的方法。

　　X射线衍射仪（XRD），利用X射线与晶体相遇时会发生衍射现象，可以对具有晶型结构的无机物、金属以及结晶高分子进行定性定量分析，还能进行理化性质的分析，结晶度分析等等。

　　X射线荧光光谱仪（XRF），样品中原子受到高能X射线的照射，电子跃迁会发射出特征X射线，不同的元素会产生不同的特征X射线，针对这一特性，能够对元素进行定性定量分析。除了几个轻质元素之外，XRF的检测范围是非常广泛的。同样的电子探针也是利用X射线波长和强度对微区元素进行分析，常与电镜联用（SEM-EDS）。

　　X射线光电子能谱（XPS），以软X射线作为激发源既可以电离外层电子也可以电离内层电子，并且激发出俄歇电子，探测非键的内层电子，用于元素的定性和定量分析，还可以进行价态的分析。主要针对表面进行分析，是一种对表面上的单原子或单分子层进行分析的表面技术。而俄歇电子能谱是利用电子束作为激发源，使原子进入内层空穴后所释放的能量，导致发射二次电子，广泛应用于各种材料分析及催化、吸附、腐蚀过程的分析等。

　　综上所述，X射线虽没有强大到随手就能探测到钻石（不然直接X射线扫一扫，大家都可以去挖钻石发家致富了），不过X射线在仪器中的应用也确实是十分的广泛，但同样的，任何单一一种仪器的测试用来判断物质和精确定量都是不够严谨、不够科学的，结合多种仪器图谱和行业内经验综合推断分析，才能发挥仪器更大的作用并且能够更深入的了解待测物。X射线在其中扮演的角色十分重要，用于各行各业的材料分析检测当中，是分析测试家族中的汗血宝马，具有不可替代的作用。