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- 614期－做伙來搭飛機（2月號）
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2021-02-01為什麼你可以，我不行？令人原形畢露的X光機
614 期
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張似瑮／美國MIT核工博士畢業。自1994年投身輻射科普推廣教育，觸及年齡從K-12至社區大學，擅長以實驗讓人體驗輻射魅力。
機場廣播
危險物品不得隨身攜帶進入機艙，敬請旅客一同維護機上安全！►►►
1895年在科學史上有著舉足輕重的地位，該年的12月28日，德國物理學家侖琴（Wilhelm Röntgen，〔註〕）發表了一篇名為〈一種新射線〉（Über eine neue Art von Strahlen）的研究報告，文中描述他在實驗中偶然發現的新射線，能夠拍攝出埋藏在血肉之下的骨骼。這項發現不但啟發了後續近代物理學的許多研究，也對醫學、天文學與工程學等發展作出了重大的貢獻。有人為了紀念他而將其稱為侖琴射線，但他本人更願意將其稱為「X射線（X-ray）」，也就是我們熟悉的X光。
現實世界中的X光技術或許沒有漫畫與影視作品所描述的無所不能，但它的透視能力，仍然實現了在幾個世代前還屬於幻想的事情。過去海關人員查緝走私時必須一件又一件檢查行李，對歹徒暗藏在身上的武器除了搜身外別無他法，如今卻只要一張X光片，所有違禁品都無所遁形，這究竟是怎麼辦到的呢？
科學家的魔法─機場安檢的技術與原理
侖琴發現X射線的百年後，我們已知X射線和可見光都是電磁波的一種，只是X射線的頻率比其他常見的電磁波都高上好幾個數量級。依照量子力學，電磁波的頻率會與其光子的能量成正比，代表高頻率的X射線比起可見光具有更高的能量，因此有足夠的穿透力拍攝出物體外觀之下的結構。
X射線可以由人工製造，產生X射線的裝置被稱為X光管，由一組置於真空管內的燈絲及靶所構成。當電流通過陰極的燈絲時，電子會從白熱化的燈絲表面逸出，此時若在系統中給予電壓，逸出的電子就會以高速撞擊位於陽極的靶，並在減速的過程中將部分能量以X射線的形式釋放。操作者若要調整X射線的強度與能量，只需要更改陰極的電流與陽極的電壓條件即可，易於調控的性質也讓X射線的應用更為普及。
在安全檢查中使用的X光掃描技術可按照成像原理分為兩種：
1.穿透式X射線系統（transmission X-ray system）：
這是一種傳統的X光掃描技術，現在僅用於行李安全檢查。利用能穿透過目標物的X射線進行掃描時，經常使用垂直扇形的X射線射束，成像元件與X光管分別位於目標物的不同側。當發射的X光穿過目標物時，會因為其中不同材質的元素組成與密度不同，對X射線的阻擋能力產生差異，導致抵達成像元件的X射線強度不同，進而顯示出內部構造的影像。
2.回散射式X射線系統（backscatter X-ray system）：
在20世紀末特別為人員安檢所開發的技術。使用穿透能力僅足夠穿過衣物的X射線進行掃描，使用截面積大約為25平方毫米（mm2）的筆型射束，在水平和垂直方向高速掃描人體，成像元件與X射線管位於目標的同一側。……【更多內容請閱讀科學月刊第614期】