穿透式X光攝影 - 窺物誌- 奇美博物館

在這個單元我們要討論的是穿透式X光影像（Transmitting X-ray），也就是醫院最常見的一般X射線攝影（X-radiography），用來查看骨骼是否受傷斷裂、內臟器官是否有異常的 ... 首頁 非破壞性光學檢測 穿透式Ｘ光攝影 穿透式Ｘ光攝影   奇美博物館油畫修復師李文元     什麼是Ｘ光？   X光屬於游離輻射的一種，具有高穿透性，在電磁波譜中與紫外線相鄰，其波長範圍在0.01~10nm之間，比紫外線更短能量更強。

X光的命名也體現了它被發現的歷史：十九世紀的科學家倫琴（WilhelmConradRöntgen，1845-1923）在做實驗時發現了一種未知的射線，這種射線肉眼不可見，但卻能穿透許多物質。

倫琴用此射線替妻子拍攝了史上第一張人手的透視影像，由於當時並不清楚此射線的性質，因此倫琴就用X射線（X-Ray）稱呼以代表它的未知性1，中文則俗稱X光。

    Ｘ光波段在紫外線的左邊     日常生活中的穿透式Ｘ光運用   X光的發現不僅為科學發展開啟新紀元，也因為它具有絕佳的穿透性，而延伸開發成各種非破壞性的檢測儀器，廣泛地應用在醫療、科技、生活與美學等領域之中。

在這個單元我們要討論的是穿透式X光影像（TransmittingX-ray），也就是醫院最常見的一般Ｘ射線攝影（X-radiography），用來查看骨骼是否受傷斷裂、內臟器官是否有異常的組織生長。

或者是搭飛機前的飛安檢查，安檢人員也會利用X光快速查看旅客行李是否有違禁品。

也就是說，我們利用穿透式X光獲得超人的「透視」能力，穿透人體或物品的表層來觀察內部結構。

  使用Ｘ光查看人體內部 ©NevitDilmen,CCBY-SA3.0,viaWikimediaCommons   Ｘ光的穿透原理 拍攝X光影像有點類似用手電筒玩手影遊戲。

手電筒的光穿不透手，所以可以在牆上投影出實心的手影，但若換成透明的玻璃杯，則只會有淺淺的陰影。

由於不同物質對X光有不同的吸收或穿透率，當使用X光照射時，會在被測物背後的成像板上投影出深淺不一的對比影像，便可依此將不同成份的物質區分出來。

但是什麼因素決定了X光對物質的穿透程度呢？ 我們知道萬物皆由原子組成，原子中心有原子核，原子核周遭環繞電子，這些電子對Ｘ光而言就好像路障一樣，X光行徑時若撞到電子便會損失能量。

當X光通過原子序較高的物質（含有較多電子）時，因為路障的密度或數量增加了，就比較容易被阻擋而降低穿透率。

同理，增加物質的厚度也會有一樣的效果。

  如何拍攝Ｘ光影像 拍攝Ｘ光影像時，X光射源在物品之前，射源發出的Ｘ光會穿透物品，並且投影在物品背後的成像板上。

物品越貼近成像版，影像輪廓越清晰。

透過改變射源的電壓、電流與曝光時間，可調整X光的穿透力、影像清晰度以及影像明暗。

不過由於Ｘ光影像是平面的投影成像，立體或多層次物件的重疊結構會同時疊加在一起，這也是為什麼醫院會要求我們在拍攝X光時脫掉衣服、項鍊的原因。

除了排除不必要的配件干擾以外，多換幾種角度拍攝也能讓我們對立體物件結構的理解更全面。

  Ｘ光拍攝示意圖       文物檢測上的應用 仔細觀察、比對材質在X光影像中的形態與明暗程度，也可以讓我們初步了解這些材質的屬性。

選用適當的射源設定，可以協助我們看見顏料底下的木材年輪，或者分辨木材中藏著的金屬五金，甚至是區分礦物性顏料與有機顏料。

也因為X光攝影可以用非破壞性的方式查看文物的內部狀況，我們便可以進一步了解文物的「內部結構」、「製造技術」與「使用功能」2，比如觀察木雕內部是否有空洞、傢俱的榫卯方式，或者槍砲擊發的設計等等。

    1NobelPrize.org.NobelMediaAB2020.“WilhelmConradRöntgen-Biographical.”.(Oct.18,2020). 2參考自：盧泰康、李建緯。

《文物普查動手做》。

臺中市：文化部文化資產局，2018年。

  參考資料 姚潔宜。

〈X光的奇妙世界〉。

《國家奈米元件實驗室奈米通訊》，期22-1(2015)：頁34-38。

練冠霆。

〈發現Ｘ射線〉，科技大觀園，https://scitechvista.nat.gov.tw/c/sTgU.htm，檢索於2020年10月25日。

  盧泰康、李建緯。

《文物普查動手做》。

臺中市：文化部文化資產局，2018年。