X선

X선(X-ray)은 전자기 스펙트럼의 일부로, 가시광선보다 파장이 짧고 에너지가 높은 전자파이다. 파장 범위는 약 0.01~10 나노미터이며, 이는 감마선보다 파장이 길고 자외선보다 파장이 짧다. X선은 원자의 내부 껍질 전자가 높은 에너지 준위로 여기되었다가 낮은 에너지 준위로 떨어지면서 방출되는 광자 또는 고에너지 전자와 물질의 상호작용에 의해 생성될 수 있다.

발견: X선은 1895년 독일의 물리학자 빌헬름 뢴트겐에 의해 발견되었으며, 당시에는 그 성질이 알려지지 않았기 때문에 X선(미지의 선이라는 의미)이라는 이름이 붙여졌다. 뢴트겐은 X선의 투과력을 이용하여 사람의 손뼈 사진을 촬영하는 데 성공하여, 의학 분야에 혁명적인 변화를 가져왔다.

성질: X선은 물질을 투과하는 능력이 있어, 인체의 내부 구조를 영상화하는 데 사용된다. 투과력은 물질의 밀도와 두께에 따라 달라진다. 뼈는 연조직보다 X선을 더 잘 흡수하기 때문에 X선 사진에서 뼈는 하얗게, 연조직은 검게 나타난다. X선은 또한 광전효과, 콤프턴 산란 등의 상호작용을 통해 물질과 상호작용한다. 고에너지 X선은 이온화 작용을 하기 때문에, 장시간 노출은 생체 조직에 손상을 줄 수 있다.

응용: X선은 의학 영상(X선 사진, CT, 컴퓨터 단층촬영), 산업용 비파괴 검사, 결정 구조 분석(X선 회절), 천문학 등 다양한 분야에 응용되고 있다. 의료 분야에서는 질병 진단 및 치료에 필수적인 도구로 사용되며, 산업 분야에서는 용접 부위의 결함 검출 등에 활용된다.

종류: X선은 생성 방법과 에너지에 따라 다양한 종류로 분류될 수 있다. 예를 들어, 의료용 X선은 일반적으로 저에너지 X선을 사용하며, 산업용 X선은 고에너지 X선을 사용한다. 싱크로트론 방사선은 매우 강력한 X선을 생성하는 데 사용된다.

안전: X선은 이온화 방사선이므로 안전하게 취급해야 한다. 과도한 노출은 건강에 해로울 수 있으므로, X선 촬영 시에는 필요한 최소한의 선량을 사용하고, 적절한 차폐를 해야 한다.