Ano ang alam natin tungkol sa X-ray?

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Noong ika-19 na siglo, ang radiation na hindi nakikita ng mata ng tao, na may kakayahang dumaan sa laman at iba pang mga materyales, ay tila isang bagay na ganap na hindi kapani-paniwala. Ngayon, ang X-ray ay malawakang ginagamit upang lumikha ng mga medikal na larawan, magsagawa ng radiation therapy, pag-aralan ang mga gawa ng sining at paglutas ng mga problema sa enerhiyang nuklear.

Paano natuklasan ang X-ray radiation at kung paano ito nakakatulong sa mga tao - nalaman namin kasama ng physicist na si Alexander Nikolaevich Dolgov.

Ang pagtuklas ng X-ray

Mula sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, nagsimulang gumanap ang agham ng panimulang bagong papel sa paghubog ng larawan ng mundo. Isang siglo na ang nakalilipas, ang mga aktibidad ng mga siyentipiko ay isang baguhan at pribadong kalikasan. Gayunpaman, sa pagtatapos ng ika-18 siglo, bilang isang resulta ng rebolusyong pang-agham at teknolohikal, ang agham ay naging isang sistematikong aktibidad kung saan ang bawat pagtuklas ay naging posible salamat sa kontribusyon ng maraming mga espesyalista.

Ang mga instituto ng pananaliksik, mga pana-panahong pang-agham na journal ay nagsimulang lumitaw, ang kumpetisyon at pakikibaka ay lumitaw para sa pagkilala sa copyright para sa mga nakamit na pang-agham at mga teknikal na pagbabago. Ang lahat ng mga prosesong ito ay naganap sa Imperyong Aleman, kung saan sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, hinikayat ng Kaiser ang mga tagumpay sa siyensya na nagpapataas ng prestihiyo ng bansa sa entablado ng mundo.

Ang isa sa mga siyentipiko na nagtrabaho nang may sigasig sa panahong ito ay ang propesor ng pisika, rektor ng Unibersidad ng Würzburg Wilhelm Konrad Roentgen. Noong Nobyembre 8, 1895, nanatili siya nang huli sa laboratoryo, tulad ng madalas na nangyari, at nagpasya na magsagawa ng isang eksperimentong pag-aaral ng electric discharge sa mga glass vacuum tubes. Pinadilim niya ang silid at binalot ang isa sa mga tubo sa opaque na itim na papel upang mas madaling pagmasdan ang mga optical phenomena na kasama ng discharge. Nagulat ako

Nakita ni Roentgen ang isang fluorescence band sa isang kalapit na screen na natatakpan ng barium cyanoplatinite crystals. Hindi malamang na maisip ng isang siyentipiko na siya ay nasa bingit ng isa sa pinakamahalagang pagtuklas sa siyensya sa kanyang panahon. Sa susunod na taon, higit sa isang libong publikasyon ang isusulat tungkol sa X-ray, agad na gagawin ng mga doktor ang imbensyon sa serbisyo, salamat dito, matutuklasan ang radioactivity sa hinaharap at lilitaw ang mga bagong direksyon ng agham.

Inilaan ni Roentgen ang susunod na ilang linggo sa pagsisiyasat sa likas na katangian ng hindi maunawaan na glow at nalaman na lumilitaw ang fluorescence tuwing nag-aaplay siya ng kasalukuyang sa tubo. Ang tubo ang pinagmumulan ng radiation, hindi ang ibang bahagi ng electrical circuit. Hindi alam kung ano ang kinakaharap niya, nagpasya si Roentgen na italaga ang phenomenon na ito bilang X-ray, o X-ray. Dagdag pa, natuklasan ni Roentgen na ang radiation na ito ay maaaring tumagos sa halos lahat ng mga bagay sa iba't ibang lalim, depende sa kapal ng bagay at sa density ng sangkap.

Kaya, ang isang maliit na lead disk sa pagitan ng discharge tube at ang screen ay naging hindi tinatablan ng x-ray, at ang mga buto ng kamay ay naglagay ng mas madilim na anino sa screen, na napapalibutan ng mas magaan na anino mula sa malambot na mga tisyu. Sa lalong madaling panahon nalaman ng siyentipiko na ang X-ray ay sanhi hindi lamang ang glow ng screen na natatakpan ng barium cyanoplatinite, kundi pati na rin ang pagdidilim ng mga photographic plate (pagkatapos ng pag-unlad) sa mga lugar kung saan nahulog ang X-ray sa photographic emulsion.

Sa kurso ng kanyang mga eksperimento, kumbinsido si Roentgen na natuklasan niya ang radiation na hindi alam ng agham. Noong Disyembre 28, 1895, iniulat niya ang mga resulta ng pananaliksik sa isang artikulong "Sa bagong uri ng radiation" sa journal na Annals of Physics and Chemistry. Kasabay nito, ipinadala niya sa mga siyentipiko ang mga larawan ng kamay ng kanyang asawang si Anna Bertha Ludwig, na kalaunan ay naging tanyag.

Salamat sa matandang kaibigan ni Roentgen, ang Austrian physicist na si Franz Exner, ang mga naninirahan sa Vienna ang unang nakakita ng mga larawang ito noong Enero 5, 1896 sa mga pahina ng pahayagang Die Presse. Kinabukasan, ang impormasyon tungkol sa pagbubukas ay ipinadala sa pahayagan ng London Chronicle. Kaya ang pagtuklas ng Roentgen ay unti-unting nagsimulang pumasok sa pang-araw-araw na buhay ng mga tao. Ang praktikal na aplikasyon ay natagpuan halos kaagad: noong Enero 20, 1896, sa New Hampshire, ginagamot ng mga doktor ang isang lalaki na may putol na braso gamit ang isang bagong paraan ng diagnostic - isang X-ray.

Maagang paggamit ng X-ray

Sa paglipas ng ilang taon, ang mga X-ray na imahe ay nagsimula nang aktibong gamitin para sa mas tumpak na mga operasyon. Nasa 14 na araw pagkatapos ng kanilang pagbubukas, kinuha ni Friedrich Otto Valkhoff ang unang dental X-ray. At pagkatapos noon, kasama si Fritz Giesel, itinatag nila ang unang laboratoryo ng dental X-ray sa mundo.

Noong 1900, 5 taon pagkatapos ng pagtuklas nito, ang paggamit ng X-ray sa diagnosis ay itinuturing na mahalagang bahagi ng medikal na kasanayan.

Ang mga istatistika na pinagsama-sama ng pinakamatandang ospital sa Pennsylvania ay maaaring ituring na nagpapahiwatig ng pagkalat ng mga teknolohiya batay sa X-ray radiation. Ayon sa kanya, noong 1900, halos 1-2% lamang ng mga pasyente ang nakatanggap ng tulong sa X-ray, habang noong 1925 ay mayroon nang 25%.

Ang mga X-ray ay ginamit sa isang hindi pangkaraniwang paraan noong panahong iyon. Halimbawa, ginamit ang mga ito upang magbigay ng mga serbisyo sa pagtanggal ng buhok. Sa loob ng mahabang panahon, ang pamamaraang ito ay itinuturing na mas kanais-nais kumpara sa mas masakit - mga forceps o wax. Bilang karagdagan, ang mga X-ray ay ginamit sa mga kagamitan sa pag-aayos ng sapatos - mga pagsubok na fluoroscope (pedoscope). Ito ay mga X-ray machine na may espesyal na bingaw para sa mga paa, pati na rin ang mga bintana kung saan maaaring suriin ng kliyente at ng mga nagbebenta kung paano umupo ang mga sapatos.

Ang maagang paggamit ng X-ray imaging mula sa isang modernong pananaw sa kaligtasan ay nagdudulot ng maraming katanungan. Ang problema ay sa oras ng pagtuklas ng X-ray, halos walang nalalaman tungkol sa radiation at mga kahihinatnan nito, kaya naman ang mga pioneer na gumamit ng bagong imbensyon ay nahaharap sa mga nakakapinsalang epekto nito sa kanilang sariling karanasan. Ang mga negatibong kahihinatnan ng pagtaas ng pagkakalantad naging isang mass phenomenon sa pagliko ng ika-19 na siglo. XX siglo, at ang mga tao ay nagsimulang unti-unting napagtanto ang mga panganib ng walang kabuluhang paggamit ng X-ray.

Ang likas na katangian ng x-ray

Ang X-ray radiation ay electromagnetic radiation na may photon energies mula ~ 100 eV hanggang 250 keV, na nasa sukat ng electromagnetic waves sa pagitan ng ultraviolet radiation at gamma radiation. Ito ay bahagi ng natural na radiation na nangyayari sa mga radioisotopes kapag ang mga atomo ng mga elemento ay nasasabik ng isang stream ng mga electron, alpha particle o gamma quanta, kung saan ang mga electron ay inilalabas mula sa mga electron shell ng atom. Ang X-ray radiation ay nangyayari kapag ang mga sisingilin na particle ay gumagalaw nang may acceleration, lalo na, kapag ang mga electron ay decelerated, sa electric field ng mga atom ng isang substance.

Ang malambot at matitigas na X-ray ay nakikilala, ang kondisyong hangganan sa pagitan ng kung saan sa sukat ng wavelength ay tungkol sa 0.2 nm, na tumutugma sa isang enerhiya ng photon na humigit-kumulang 6 keV. Ang radiation ng X-ray ay parehong tumagos, dahil sa maikling wavelength nito, at nag-ionize, dahil kapag dumadaan sa isang substance, nakikipag-ugnayan ito sa mga electron, pinalalabas ang mga ito sa mga atomo, at sa gayon ay sinisira ang mga ito sa mga ions at electron at binabago ang istraktura ng substance sa kung saan ito kumikilos.

Ang mga X-ray ay nagiging sanhi ng isang kemikal na tambalang tinatawag na fluorescence upang lumiwanag. Ang pag-irradiate sa mga atomo ng sample na may mga photon na may mataas na enerhiya ay nagiging sanhi ng paglabas ng mga electron - iniiwan nila ang atom. Sa isa o higit pang mga orbital ng elektron, ang mga "butas" ay nabuo - mga bakante, dahil sa kung saan ang mga atomo ay napupunta sa isang nasasabik na estado, iyon ay, sila ay nagiging hindi matatag. Milyun-milyong ng isang segundo mamaya, ang mga atomo ay bumalik sa isang matatag na estado, kapag ang mga bakanteng nasa loob ng mga orbital ay napuno ng mga electron mula sa mga panlabas na orbital.

Ang paglipat na ito ay sinamahan ng paglabas ng enerhiya sa anyo ng isang pangalawang photon, kaya ang fluorescence ay lumitaw.

X-ray astronomy

Sa Earth, bihira tayong makatagpo ng X-ray, ngunit ito ay madalas na matatagpuan sa kalawakan. Doon ito ay natural na nangyayari dahil sa aktibidad ng maraming mga bagay sa kalawakan. Dahil dito, naging posible ang X-ray astronomy. Ang enerhiya ng mga X-ray photon ay mas mataas kaysa sa mga optical, samakatuwid, sa hanay ng X-ray ay naglalabas ito ng isang sangkap na pinainit sa napakataas na temperatura.

Ang mga cosmic na pinagmumulan ng X-ray radiation ay hindi isang kapansin-pansing bahagi ng natural na background radiation para sa amin at samakatuwid ay hindi nagbabanta sa mga tao sa anumang paraan. Ang tanging pagbubukod ay maaaring isang mapagkukunan ng matitigas na electromagnetic radiation bilang isang pagsabog ng supernova, na naganap na malapit sa solar system.

Paano lumikha ng X-ray sa artipisyal na paraan?

Ang mga X-ray device ay malawak pa ring ginagamit para sa hindi mapanirang introscopy (mga X-ray na imahe sa medisina, flaw detection sa teknolohiya). Ang kanilang pangunahing bahagi ay isang X-ray tube, na binubuo ng isang katod at isang anode. Ang mga electrodes ng tubo ay konektado sa isang mataas na pinagmumulan ng boltahe, karaniwang sampu o kahit daan-daang libong volts. Kapag pinainit, ang katod ay naglalabas ng mga electron, na pinabilis ng nabuong electric field sa pagitan ng cathode at anode.

Ang pagbangga sa anode, ang mga electron ay nababawasan ng bilis at nawawala ang karamihan sa kanilang enerhiya. Sa kasong ito, lumilitaw ang bremsstrahlung radiation ng saklaw ng X-ray, ngunit ang nangingibabaw na bahagi ng enerhiya ng elektron ay na-convert sa init, kaya ang anode ay pinalamig.

Ang X-ray tube ng pare-pareho o pulsed action pa rin ang pinakalaganap na pinagmumulan ng X-ray radiation, ngunit ito ay malayo sa isa lamang. Upang makakuha ng high-intensity radiation pulses, ang mga high-current discharges ay ginagamit, kung saan ang plasma channel ng dumadaloy na kasalukuyang ay naka-compress sa pamamagitan ng sarili nitong magnetic field ng kasalukuyang - ang tinatawag na pinching.

Kung ang paglabas ay naganap sa isang daluyan ng mga magaan na elemento, halimbawa, sa isang daluyan ng hydrogen, kung gayon ito ay gumaganap ng papel ng isang epektibong accelerator ng mga electron sa pamamagitan ng electric field na nagmumula sa mismong paglabas. Ang discharge na ito ay maaaring lumampas nang malaki sa field na nabuo ng isang panlabas na kasalukuyang pinagmumulan. Sa ganitong paraan, ang mga pulso ng matapang na X-ray radiation na may mataas na enerhiya ng nabuong quanta (daan-daang kiloelectronvolts), na may mataas na lakas ng pagtagos, ay nakuha.

Upang makakuha ng X-ray sa isang malawak na hanay ng parang multo, ginagamit ang mga electron accelerators - mga synchrotron. Sa kanila, ang radiation ay nabuo sa loob ng isang annular vacuum chamber, kung saan ang isang makitid na nakadirekta na sinag ng mga electron na may mataas na enerhiya, na pinabilis halos sa bilis ng liwanag, ay gumagalaw sa isang pabilog na orbit. Sa panahon ng pag-ikot, sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field, ang mga lumilipad na electron ay naglalabas ng mga sinag ng mga photon nang tangential sa orbit sa isang malawak na spectrum, na ang maximum ay nahuhulog sa hanay ng X-ray.

Paano natukoy ang mga X-ray

Sa loob ng mahabang panahon, ang isang manipis na layer ng phosphor o photographic emulsion na inilapat sa ibabaw ng isang glass plate o transparent polymer film ay ginamit upang makita at masukat ang X-ray radiation. Ang una ay nagningning sa optical range ng spectrum sa ilalim ng pagkilos ng X-ray radiation, habang ang optical transparency ng coating ay nagbago sa pelikula sa ilalim ng pagkilos ng isang kemikal na reaksyon.

Sa kasalukuyan, ang mga elektronikong detektor ay kadalasang ginagamit upang irehistro ang X-ray radiation - mga device na bumubuo ng isang pulso ng kuryente kapag ang isang dami ng radiation ay nasisipsip sa sensitibong dami ng detektor. Nag-iiba sila sa prinsipyo ng pag-convert ng enerhiya ng hinihigop na radiation sa mga de-koryenteng signal.

Ang mga X-ray detector na may electronic registration ay maaaring nahahati sa ionization, ang pagkilos nito ay batay sa ionization ng isang substance, at radioluminescent, kabilang ang scintillation, gamit ang luminescence ng isang substance sa ilalim ng pagkilos ng ionizing radiation. Ang mga detektor ng ionization, sa turn, ay nahahati sa puno ng gas at semiconductor, depende sa medium ng pagtuklas.

Ang mga pangunahing uri ng gas-filled detector ay ang mga ionization chamber, Geiger counter (Geiger-Muller counters) at proportional gas discharge counters. Ang dami ng radiation na pumapasok sa nagtatrabaho na kapaligiran ng counter ay nagdudulot ng ionization ng gas at ang daloy ng kasalukuyang, na naitala. Sa isang semiconductor detector, ang mga pares ng electron-hole ay nabuo sa ilalim ng pagkilos ng radiation quanta, na ginagawang posible para sa isang electric current na dumaloy sa katawan ng detector.

Ang pangunahing bahagi ng mga scintillation counter sa isang vacuum device ay isang photomultiplier tube (PMT), na gumagamit ng photoelectric effect upang i-convert ang radiation sa isang stream ng charged particle at ang phenomenon ng pangalawang electron emission upang mapahusay ang kasalukuyang ng nabuong charged particle. Ang photomultiplier ay may photocathode at isang sistema ng sequential accelerating electrodes - dynodes, sa epekto kung saan ang pinabilis na mga electron ay dumami.

Ang pangalawang electron multiplier ay isang bukas na vacuum device (nagpapatakbo lamang sa ilalim ng mga kondisyon ng vacuum), kung saan ang X-ray radiation sa input ay na-convert sa isang stream ng mga pangunahing electron at pagkatapos ay pinalakas dahil sa pangalawang paglabas ng mga electron habang sila ay nagpapalaganap sa multiplier channel.

Ang mga microchannel plate, na isang malaking bilang ng mga hiwalay na microscopic channel na tumagos sa plate detector, ay gumagana ayon sa parehong prinsipyo. Maaari din silang magbigay ng spatial na resolusyon at ang pagbuo ng isang optical na imahe ng cross-section ng insidente ng flux sa detector ng X-ray radiation sa pamamagitan ng pagbomba sa papalabas na daloy ng elektron ng isang semitransparent na screen na may phosphor na nakadeposito dito.

X-ray sa medisina

Ang kakayahan ng X-ray na lumiwanag sa mga materyal na bagay ay hindi lamang nagbibigay sa mga tao ng kakayahang lumikha ng mga simpleng X-ray, ngunit nagbubukas din ng mga posibilidad para sa mas advanced na mga diagnostic tool. Halimbawa, ito ay nasa puso ng computed tomography (CT).

Ang X-ray source at receiver ay umiikot sa loob ng ring kung saan nakahiga ang pasyente. Ang nakuhang data sa kung paano ang mga tisyu ng katawan ay sumisipsip ng mga X-ray ay na-reconstruct ng isang computer sa isang 3D na imahe. Ang CT ay lalong mahalaga para sa pag-diagnose ng stroke, at kahit na ito ay hindi gaanong tumpak kaysa magnetic resonance imaging ng utak, ito ay tumatagal ng mas kaunting oras.

Ang isang medyo bagong direksyon, na ngayon ay umuunlad sa microbiology at medisina, ay ang paggamit ng malambot na X-ray radiation. Kapag ang isang buhay na organismo ay translucent, ginagawang posible na makakuha ng isang imahe ng mga daluyan ng dugo, upang pag-aralan nang detalyado ang istraktura ng malambot na mga tisyu, at kahit na magsagawa ng microbiological na pag-aaral sa antas ng cellular.

Ang isang X-ray microscope na gumagamit ng radiation mula sa isang uri ng kurot na discharge sa plasma ng mabibigat na elemento ay ginagawang posible na makita ang mga detalye ng istraktura ng isang buhay na cell,na hindi makikita ng isang electron microscope kahit sa isang espesyal na inihandang cellular structure.

Ang isa sa mga uri ng radiation therapy na ginagamit upang gamutin ang mga malignant na tumor ay gumagamit ng matitigas na X-ray, na nagiging posible dahil sa epekto ng ionizing nito, na sumisira sa tissue ng isang biological na bagay. Sa kasong ito, ang isang electron accelerator ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng radiation.

Radiography sa teknolohiya

Ang malambot na X-ray ay ginagamit sa pananaliksik na naglalayong lutasin ang problema ng kontroladong thermonuclear fusion. Upang simulan ang proseso, kailangan mong lumikha ng isang recoil shock wave sa pamamagitan ng pag-irradiate ng isang maliit na deuterium at tritium na target na may malambot na X-ray mula sa isang electric discharge at agad na pinainit ang shell ng target na ito sa isang estado ng plasma.

Pinipilit ng alon na ito ang target na materyal sa isang densidad na libu-libong beses na mas mataas kaysa sa densidad ng isang solid, at pinapainit ito hanggang sa isang thermonuclear na temperatura. Ang paglabas ng enerhiya ng thermonuclear fusion ay nangyayari sa maikling panahon, habang ang mainit na plasma ay nakakalat sa pamamagitan ng pagkawalang-galaw.

Ang kakayahang translucent ay ginagawang posible ang radiography - isang pamamaraan ng imaging na nagbibigay-daan sa iyo upang ipakita ang panloob na istraktura ng isang opaque na bagay na gawa sa metal, halimbawa. Imposibleng matukoy sa pamamagitan ng mata kung ang mga istruktura ng tulay ay mahigpit na hinangin, kung ang tahi sa pipeline ng gas ay airtight at kung ang mga riles ay magkasya nang mahigpit sa isa't isa.

Samakatuwid, sa industriya, ang X-ray ay ginagamit para sa pagtuklas ng kapintasan - pagsubaybay sa pagiging maaasahan ng mga pangunahing gumaganang katangian at mga parameter ng isang bagay o mga indibidwal na elemento nito, na hindi nangangailangan ng pag-alis ng bagay sa serbisyo o pagtanggal nito.

Ang X-ray fluorescence spectrometry ay batay sa epekto ng fluorescence - isang paraan ng pagsusuri na ginagamit upang matukoy ang mga konsentrasyon ng mga elemento mula sa beryllium hanggang sa uranium sa saklaw mula 0,0001 hanggang 100% sa mga sangkap ng iba't ibang pinagmulan.

Kapag ang isang sample ay na-irradiated ng isang malakas na flux ng radiation mula sa isang X-ray tube, ang katangian ng fluorescent radiation ng mga atom ay lilitaw, na proporsyonal sa kanilang konsentrasyon sa sample. Sa kasalukuyan, halos lahat ng electron microscope ay ginagawang posible upang matukoy, nang walang anumang kahirapan, ang detalyadong elemental na komposisyon ng mga pinag-aralan na micro-object sa pamamagitan ng paraan ng X-ray fluorescence analysis.

X-ray sa kasaysayan ng sining

Ang kakayahan ng X-ray na lumiwanag at lumikha ng fluorescence effect ay ginagamit din sa pag-aaral ng mga painting. Ang nakatago sa ilalim ng tuktok na amerikana ng pintura ay maaaring sabihin ng maraming tungkol sa kasaysayan ng paglikha ng canvas. Halimbawa, ito ay sa mahusay na trabaho na may ilang mga layer ng pintura na ang isang imahe ay makikita na natatangi sa isang gawa ng isang artist. Mahalaga rin na isaalang-alang ang istraktura ng mga layer ng pagpipinta kapag pumipili ng pinaka-angkop na mga kondisyon ng imbakan para sa canvas.

Para sa lahat ng ito, ang X-ray radiation ay kailangang-kailangan, na nagpapahintulot sa iyo na tumingin sa ilalim ng itaas na mga layer ng imahe nang walang pinsala dito.

Ang mga mahahalagang pag-unlad sa direksyong ito ay mga bagong pamamaraan na dalubhasa sa pagtatrabaho sa mga gawa ng sining. Ang macroscopic fluorescence ay isang variant ng X-ray fluorescence analysis na angkop na angkop para sa pagsasalarawan ng istraktura ng pamamahagi ng mga pangunahing elemento, pangunahin ang mga metal, na nasa mga lugar na humigit-kumulang 0.5-1 metro kuwadrado o higit pa.

Sa kabilang banda, ang X-ray laminography, isang variant ng computed X-ray tomography, na mas angkop para sa pag-aaral ng mga flat surface, ay tila nangangako para sa pagkuha ng mga larawan ng mga indibidwal na layer ng isang larawan. Ang mga pamamaraan na ito ay maaari ding gamitin upang pag-aralan ang kemikal na komposisyon ng layer ng pintura. Nagbibigay-daan ito sa canvas na malagyan ng petsa, kabilang ang upang matukoy ang isang pamemeke.

Hinahayaan ka ng X-ray na malaman ang istruktura ng isang substance

Ang crystallography ng X-ray ay isang siyentipikong direksyon na nauugnay sa pagkakakilanlan ng istruktura ng bagay sa mga antas ng atomic at molekular. Ang isang natatanging tampok ng mga mala-kristal na katawan ay isang maramihang nakaayos na pag-uulit sa spatial na istraktura ng parehong mga elemento (mga cell), na binubuo ng isang tiyak na hanay ng mga atomo, molekula o ion.

Ang pangunahing paraan ng pananaliksik ay binubuo sa paglalantad ng isang mala-kristal na sample sa isang makitid na sinag ng X-ray gamit ang isang X-ray camera. Ang resultang litrato ay nagpapakita ng larawan ng mga diffracted X-ray na dumadaan sa kristal, kung saan makikita ng mga siyentipiko ang spatial na istraktura nito, na tinatawag na crystal lattice. Ang iba't ibang paraan ng pagpapatupad ng paraang ito ay tinatawag na X-ray structural analysis.

Ang pagsusuri sa istruktura ng X-ray ng mga kristal na sangkap ay binubuo ng dalawang yugto:

1. Pagpapasiya ng laki ng unit cell ng kristal, ang bilang ng mga particle (atoms, molecules) sa unit cell at ang simetrya ng pagkakaayos ng mga particle. Ang mga datos na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagsusuri sa geometry ng lokasyon ng diffraction maxima.
2. Pagkalkula ng density ng elektron sa loob ng unit cell at pagpapasiya ng atomic coordinates, na kinilala sa posisyon ng electron density maxima. Ang mga datos na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagsusuri sa intensity ng diffraction maxima.

Hinuhulaan ng ilang molecular biologist na sa pag-imaging sa pinakamalaki at pinakamasalimuot na molekula, ang X-ray crystallography ay maaaring mapalitan ng bagong pamamaraan na tinatawag na cryogenic electron microscopy.

Ang isa sa mga pinakabagong tool sa pagsusuri ng kemikal ay ang scanner ng pelikula ni Henderson, na ginamit niya sa kanyang pangunguna sa trabaho sa cryogenic electron microscopy. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay medyo mahal at samakatuwid ay malamang na hindi ganap na mapapalitan ang X-ray crystallography sa malapit na hinaharap.

Ang isang medyo bagong lugar ng pananaliksik at teknikal na mga aplikasyon na nauugnay sa paggamit ng X-ray ay X-ray microscopy. Ito ay idinisenyo upang makakuha ng isang pinalaki na imahe ng bagay na pinag-aaralan sa totoong espasyo sa dalawa o tatlong dimensyon gamit ang tumututok na optika.

Ang limitasyon ng diffraction ng spatial resolution sa X-ray microscopy dahil sa maliit na wavelength ng radiation na ginamit ay humigit-kumulang 1000 beses na mas mahusay kaysa sa katumbas na halaga para sa isang optical microscope. Bilang karagdagan, ang lakas ng pagtagos ng X-ray radiation ay ginagawang posible na pag-aralan ang panloob na istraktura ng mga sample na ganap na malabo sa nakikitang liwanag.

At kahit na ang electron microscopy ay may bentahe ng bahagyang mas mataas na spatial resolution, hindi ito isang hindi mapanirang paraan ng pagsisiyasat, dahil nangangailangan ito ng vacuum at mga sample na may metal o metallized na ibabaw, na ganap na mapanira, halimbawa, para sa mga biological na bagay.