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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 核物理 » 一个很初级的问题，X射线和γ射线的本质区别是什么？
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辛同学的账号

金虫 (小有名气)

[求助] 一个很初级的问题，X射线和γ射线的本质区别是什么？已有24人参与

X和γ射线的本质都是电磁波，都可以看成光子，但我很困惑的是，如果把发射源挡住，只看射束，二者有区别吗？
比如同样是1 MeV的能量，A是X射线，B是γ射线，那A和B的区别是什么？是否只是产生方式不同？哪个对人体穿透力强？
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1楼2015-05-27 20:11:40
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happylanjun

铁虫 (初入文坛)
实验室中X射线由X射线管产生，X射线管是具有阴极和阳极的真空管，阴极用钨丝制成，通电后可发射热电子，阳极（就称靶极）用高熔点金属制成（一般用钨，用于晶体结构分析的X射线管还可用铁、铜、镍等材料）。原子核衰变和核反应均可产生γ射线 。γ射线具有比X射线还要强的穿透能力。当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应。通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。
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2楼2015-05-27 21:38:04
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racoon01

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
本质区别就是频率不同。Gamma射线的频率高，X射线的频率相对低些。
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辛同学的账号
racoon
3楼2015-05-27 22:37:46
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racoon01

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

X射线的频率范围约为10^{16}-10^{19}赫兹，Gamma射线的频率范围为10^{19}赫兹以上。二者的交叠区为10^{19}赫兹，换算为能量约为70000eV.  因此，你说的1MeV的电磁波一定是专家眼里的Gamma射线。
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racoon
9楼2015-05-28 08:25:34
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terryliujl

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
14楼: Originally posted by 辛同学的账号 at 2015-05-28 10:41:30
谢谢。
放射医学上对射线的能量都是用eV来衡量，但是问题来了，同样的1.25 MeV能量，钴60的γ射线穿透力却比由电子加速器打出来的X射线强，这非常令我费解。
你所指的粒子数量，对于透视用的低能量X射线来说，应 ...

那是因为医用加速器出来的韧致辐射的X射线能量达不到1.25MeV，是一个连续谱分布，高能部分很少，平均能量可能只有0.4MeV左右。

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勤思考，出文章，出成果，出论文。多来小木虫，少上微博！
18楼2015-05-28 16:53:30
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zengjianfeng

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

我曾经问个一个放射生物学家，给出的答案是：如果能量一样，他们的区别只是产生机理不一样。
gamma射线穿透性强，是因为大多数情况下，他们能量高，频率高而已。
目前医用X射线能量基本在MeV级别以下，并不表明X射线能量只有这么高，而是因为目前的条件只能产生这么高的射线能量。
而对于gamma射线而言，目前很多医用核素产生的gamma射线都在1 MeV以下，包括常用的125I, 131I, 99mTc, 111In等等。
因此，相同能量的X射线和gamma射线都是光子，抛开产生来源，从物理学上是没有什么差异的。

尽管如此，他们产生的生物学效应却是不一样的。
也就是说，相同能量的x射线和gamma射线，照射到细胞或者生物体上，它们的影响是不一样，我记得gamma射线好像更具杀伤力。
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45楼2016-01-13 08:45:03
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PGaaa

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
引用回帖:
5楼: Originally posted by 辛同学的账号 at 2015-05-27 23:38:12
有理。
但是我的问题是这样的，现在咱们看哈，电磁波的能量是由频率决定的，频率高，能量高，是吧。现在如果同样是1MeV的X射线和γ射线，二者能量都是1MeV，那它俩有区别么？
...

二者的波段范围有重叠，如果能量一样，光子是一样的，但可能产生机制，光的强度和分布不同吧

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辛同学的账号
13楼2015-05-28 10:31:03
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dy1261

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

都是光子。

X射线的能量，由X射线产生的原理来确定。无论是工业无损检测用的X射线探伤机，还是医院CT/DR这些设备，都是由X射线球管产生的X射线，阴极灯丝出电子，在电场作用下加速至金属阳极打靶，韧致辐射产生X射线，所以X射线能量不会超过产生它的电子线能量，最高也就到450kV了。而且出束的X射线是宽束，是个连续谱，能量从0~最高电子束的能量都有，所以虽然按最高电子束的能量来称呼这个X射线的能量，实际上它平均能量要远低于最高电子束能量。

X射线还有一种产生方式，就是加速器的韧致辐射。工业上有辐照加工用加速器和无损检测用加速器，目前电子最高能量我看到过的是10MeV。医用的放疗加速器，目前主流的是15MeV的。这个X射线仍然是由电子打靶韧致辐射产生的，只是电子产生的方式要比球管复杂的多，是各种形式的加速管生成的，能量因此可以达到很高。同样，这个X射线仍然是宽束的，连续谱。

而同样能量的γ射线，是能量单一的γ光子，由于产生原理是核素的自然衰变，所有发射的光子都是这个能量。称呼为1MeV的γ射线，要比同样称呼为1MeV的X射线的纯净度高多了。
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50楼2020-07-14 16:13:28
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辛同学的账号

金虫 (小有名气)
送红花一朵
引用回帖:
3楼: Originally posted by racoon01 at 2015-05-27 22:37:46
本质区别就是频率不同。Gamma射线的频率高，X射线的频率相对低些。

有理。
但是我的问题是这样的，现在咱们看哈，电磁波的能量是由频率决定的，频率高，能量高，是吧。现在如果同样是1MeV的X射线和γ射线，二者能量都是1MeV，那它俩有区别么？

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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5楼2015-05-27 23:38:12
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airfly1992

金虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
引用回帖:
5楼: Originally posted by 辛同学的账号 at 2015-05-27 23:38:12
有理。
但是我的问题是这样的，现在咱们看哈，电磁波的能量是由频率决定的，频率高，能量高，是吧。现在如果同样是1MeV的X射线和γ射线，二者能量都是1MeV，那它俩有区别么？
...

你说的频率高能量大所用的式子实际上指的是一个光子携带的能量，具有同样大小能量的X射线和γ射线所包含的光子数量肯定是不一样的。
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Godbuiltmetolast.
7楼2015-05-28 07:38:35
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peterflyer

木虫之王 (文学泰斗)

peterflyer

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
好像在所有的射线之中，以γ射线的穿透力能力最强。
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8楼2015-05-28 08:12:41
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hmshi211219

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
X射线是电子束，gamma射线是光子束，前者是费米子，后者是玻色子， 除了频率不同外，与物质的相互作用也不相同。
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找妹纸
31楼2015-05-29 08:32:09
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冷山pll

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
楼主仔细看九楼的回答，关于它们的具体频率我没查过，但是他说的思路方法是对的。如有1MeV的X射线和γ射线，那它们本质是同一东西，不过是称呼不同，因为这两者定义的区域可能有重叠。但是好多人弄不清楚一个概念，说的射线能量一般就指的是单个光子的能量（可以用普朗克常数乘以频率，高中就学过），但通俗讲，有时候口头说的能量很高，多是指射线强度，就是光子的数量。
另外，你说你们医院的加速器能出14MeV的X射线，感觉是你们搞错了，14MeV的射线，我大概估算了下，波长约8.9e-5nm，这已经是高能的伽马射线了，这得需要多高的电压啊，你们不过是医用加速器啊。我们实验室的320keV的高压的加速器都搞不出伽马射线来。根本就不严格嘛。
下面一段是我从百度上查的，
X射线是一种波长极短，能量很大的电磁波，X射线的波长比可见光的波长更短（约在0.001～100纳米，医学上应用的X射线波长约在0.001～0.1纳米之间），
而且，0.005nm以下就是极硬X射线了，估计你们用的也很少。能量也不过是0.25MeV.
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35楼2015-05-29 11:28:40
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51132480zh

新虫 (初入文坛)
X射线与γ射线虽然都属电磁波,但它们是有区别的：
产生的机理不同：X射线是原子的内层电子受激辐射的；γ射线是原子核受激辐射的；
光子能量不同：γ射线比X射线光子能量高,因此,γ射线的频率较高,波长较短；
穿透能力不同：二者都有穿透能力,但γ射线波长更短,穿透能力更强.
同样1MeV 的X射线与γ射线，只是光子数目不同而已，光强度不同而已，穿透性仍然不一样的。
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40楼2015-05-31 12:23:05
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普通回帖

--八云--

专家顾问 (知名作家)

博览众家之长，终集百家之短
引用回帖:
3楼: Originally posted by racoon01 at 2015-05-27 16:37:46
本质区别就是频率不同。Gamma射线的频率高，X射线的频率相对低些。

正解
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人原本是不死的，后来他创造了死亡，故而人们歌颂他。
4楼2015-05-27 23:06:47
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蜉蝣生物

金虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 辛同学的账号 at 2015-05-27 23:38:12
有理。
但是我的问题是这样的，现在咱们看哈，电磁波的能量是由频率决定的，频率高，能量高，是吧。现在如果同样是1MeV的X射线和γ射线，二者能量都是1MeV，那它俩有区别么？
...

你指的1Mev是什么能量，感觉你这个提法就有问题😮

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6楼2015-05-28 07:14:03
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xia1991xia

木虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by racoon01 at 2015-05-27 22:37:46
本质区别就是频率不同。Gamma射线的频率高，X射线的频率相对低些。

对头

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10楼2015-05-28 08:42:25
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