X-ray   X 선, X-선, 엑스선

1. X-선 (X-ray)

  ㅇ 1895년 뢴트겐에 의해 발견된, 파장이 매우 짧은 전자기 복사선
     - X-ray라는 용어는 알 수 없는 유형의 방사선을 의미


2. X-선의 발견 역사

  ㅇ X-선 발견 (1895년)
     - 독일 Wurzburg 대학 물리학 교수 Wilhelm Conrad Roentgen (뢴트겐,1845~1923)
        . 1901년 최초 노벨 물리학상 수상
  ㅇ X-선 회절 발견 (1912년)
     - 독일 Muchen 대학의 W.Friedrich, N.Knipping, M.von Laue(라우에,1879~1960)
        . 1914년 노벨 물리학상
     - 결정 구조 해석을 가능케 함
  ㅇ 위 회절 실험에 대한 간단한 수식 표현 및 몇가지 결정 구조를 해석함
     - 영국 물리학자 W.H.Bragg, W.L.Bragg(아들)
  ㅇ 원자 종류에 따라 파장 스펙트럼 특성이 달라짐을 발견 
     - 1913년 H. G. Z. Mosley
     - X-선 분광분석에 의한 화학분석을 가능케함


3. X-선의 특징

  ㅇ 투과력이 매우 강하고, 빛 보다 파장이 짧은 전자기파
     - 파장이 원자 크기 정도 (0.1 ㎚)
  ㅇ 물체 내부 구조의 관찰에 많이 쓰임
  ㅇ 굴절이 거의 일어나지 않음


4. X-선의 파장대

  ㅇ 매우 짧은 파장대 (약 1 Å 정도)
     - 원자 보다 짧거나 같은 정도
       

     - 파장 범위 : 약 10-5 ~ 100 Å (10-4 ~ 10 nm)

     - 파장에 따른 X선 구분
        . 경 X선 : < 1 Å (짧은 파장대)
        . 연 X선 : 10 ~ 20 Å (긴 파장대)

     - 응용 파장 
        . 분광법 이용 파장 : 약 0.1 ~ 25 Å
        . 결정구조 해석에 주로 이용하는 파장 : 0.3 ~ 3 Å

           .. [참고] 가시광선은 약 6000 Å 정도


4. X-선의 발생

  ※ ☞ X선 발생 (연속 X선, 특성 X선 등) 참조
     - 연속 제동 X선 (연속 스펙트럼)
     - 특성 복사 X선 (선 스펙트럼)


5. 주요 응용

  ㅇ X선의 흡수,방출,형광,회절 현상 모두 물질 분석에 이용됨
     - 기기 구성 요소 
        . 광원(X선 발생), 입사 파장 범위 조절기, 시료 용기, 복사선 검출기, 신호처리 및 판독 장치
     - 결정성이 아닌 비결정성 재료인 경우에, X선 회절을 이용할 수 없기 때문에,
        . 전자,중성자,X선 산란을 이용함

  ㅇ 특히, 투과력이 매우 강함에 따라 물질의 거시적,미시적 내부구조를 밝히는데 많이 사용
     - X선 회절 피크에 의해 재료의 분석이 가능

     - XRD (X-Ray Diffracton)
        . X선을, 시료에 주사하는 각도를 변경시켜, 산란(회절)되어 나온 X선을 검출함으로써,
        . 재료 고유의 결정 구조, 입자 크기, 결함 등을 알 수 있는 비파괴 검사 방법
        . 브래그 법칙과 밀러지수를 이용해, 결정 구조를 분석

     - 전자 프로브 미세분석, 전자 미세 탐침 (electron microprobe analysis)
        . 좁게 집중된 전자 살에 의해, 시료 표면에, X선 방출이 유도되고, 이를 검출함으로써,
        . 시편 표면에서의 조성,함량 등을 측정 분석

  ㅇ 의료용으로도 많이 쓰임
     - 가시광선을 막고있는 인체에 대해, 뼈와 내부 기관의 영상을 만드는데 쓰임

     * [참고]                                             ☞ 네이버 지식백과 (핵의학) 
        . 방사선 흡수 밀도 구분 
           .. (검정색) 공기 < 지방조직 (회색) < 근육조직,액체 < 뼈 속 칼슘 < 금속 (흰색)
           .. 더 하얗게 보일수록, 밀도 증가 또는 불투명성이 높음
        . 위치 확인 : 통상, 직각으로 찍은 두 사진에 의해 위치를 확인
        . CT (computed tomography) 스캐너                 ☞ 네이버 지식백과 (단층촬영) 
           .. 회전하는 엑스레이 빔과 다양한 배열의 다수의 검출기가 장착됨