过年的鞭炮声已经稀疏，浓浓的家乡情丝毫不减，春节⼩⻓假已接近尾声，⼈们开始踏上离乡的路。当你登上⽕⻋或者⻜机之前，安检是⼀个必不可少的环节。不管你的⾏李箱中装的是家乡的特产，还是沉甸甸的知识，它们在通过安检机时，都将被⼯作⼈员看到。安检机究竟是怎样⼯作的？本⽂试图介绍现有的X射线安检设备的⼯作原理，为旅途中的读者提供⼀个⼀边消磨时光，⼀边增⻓知识的机会。
⾸先，什么是X射线呢？
X射线是⼀种⾼能电磁波，通常⼈们把频率位于3×101?Hz~3×101?Hz (单光⼦能量约100eV~100keV，频率越⾼单光⼦能量越⾼) 范围内的电磁波称为X射线。X射线由德国物理学家伦琴 (Wilhelm Conrad R?ntgen) 于1895年发现，因此⼜被称为伦琴射线。X射线照射到物体上会发⽣什么呢？
X射线具有很强的穿透能⼒，当它穿透物质时，与物质中的原⼦尤其是电⼦发⽣相互作⽤并损失能量，强度随透射深度呈现指数衰减。
如何通过这个原理窥探我们的⾏李箱呢？X射线强度衰减可以⽤来成像。X射线穿过被检测的⾏李箱时强度发⽣衰减，考虑到⾏李箱⾥的东⻄不是均匀分布的，因此从不同位置穿过⾏李箱的X射线的强度就会有所差异，探测透射X射线的强度分布并将其转化为灰度图像，就可以得到能够反映被检测物体内部结构的图像了。
事情到了这⾥似乎很完美了，我们可以根据射线强度的衰减成像，这样我们就得到了⾏李内部结构的⼀个轮廓。可问题是，我们没有办法知道被检测物体的元素组成。为什么要知道元素组成？为什么只看到物体的形状不够？我们知道安检的⽬的是保护列⻋或⻜机及其乘客的安全，因此安检希望着重关注⼀些危险品，⽐如爆炸物等，获得被检测物体的元素组成可以很好地帮助爆炸物的检测。
那么什么技术可以帮助我们获得物质的元素组成的信息？双能X射线成像同时探测⼀⾼⼀低两种能量的X射线穿过物体后的强度，进⼀步获得物体的元素组成的信息。那么它的⼯作原理是什么？单能量X射线成像决定于线性衰减系数μ和厚度x的乘积，通常原⼦序数⼤的物质μ⼤，具有⼤的原⼦序数的薄⽚可能和具有较⼩原⼦序数的厚的材料产⽣相同的效果，因此单能成像很难分辨物质的元素组成。
通常我们的⾏李箱被塞得很满，在射线通过的路径上有不⽌⼀个物体，上⾯的⽅法对物体仅沿⼀个⽅向投影，很难分辨重叠的物体。那么如何解决物体的重叠问题呢？就像⼈的双眼可以从不同的视⻆观察⼀个物体⼀样，⼈们发展了多视⻆成像技术。⼈们可以根据被检测物体的不同视⻆的⼆维图像，部分地获得物体的三维信息，可以有效解决重叠问题。此外，多视⻆成像技术还可以提⾼双能安检设备对原⼦序数判别的准确性。
多视⻆X射线成像技术只能获得若⼲个视⻆的图像，重建物体三维信息的能⼒仍然有限，有没有更好的办法呢？计算机断层扫描，也就是CT安检技术，从多个视⻆获得物体的⼆维图像，能重建物体的三维信息，可以解决物体重叠和遮挡的问题，提⾼物质判别的准确性。
本⽂介绍了单能X射线成像技术，利⽤X射线穿过物质时的指数衰减特性成像，得到的图像反映了被检测物体的内部结构。为了便于判别物质的元素组成，⼈们研发了双能X射线成像技术；为了解决重叠问题，⼈们研发了多视⻆X射线安检技术；⽽CT技术被应⽤于安检，帮助⼈们准确地重建物体的三维信息。技术的进步是为了保障旅途的安全，祝愿⼤家旅途愉快，在新的⼀年⼼想事成！