最近在知乎有网友提问用白炽灯能不能产生X射线，很多网友也回答了，有的说能有的说不能，但最终答案是能还是不能呢？我们还是通过实验来证明吧，实践是检验真理的唯一标准！
首先我们先要了解一下X射线是怎么产生。简单讲，X射线一般都是通过在真空中使用高压加速电子撞击靶面产生的(同步辐射除外)。高速电子撞击靶面产生X射线的主要成因为受激辐射和轫致辐射两种。受激辐射主要是高速电子撞击靶面激发原子的k层电子，其他高能级的电子跃迁到k层而产生X射线，该效应产生的辐射我们一般叫特征辐射。而轫致辐射是指高速电子撞击原子核导致强烈减速，减速过程损失的能量以X射线方式释放出来，该效应有时候我们也叫做刹车辐射(电子强烈刹车)。归根到底，主要还是把电子的动能转化为X射线。我们知道原子其实是很空的，实际上真正能起作用产生X射线的电子很少，一般在百分之一左右，大部分的能量都转化为热量了。
好了，说了这么多我们怎么设计一个用灯泡产生X射线的实验？我们先了解医用的X射线设备产生X射线的核心装置球管，也叫X线管。图1图2为球管管芯，是不是跟一个白炽灯灯泡也很相近，都同样有灯丝与玻璃罩。但球管的管芯多了一个靶面，大功率的球管还有旋转阳极，图1图2 就是大功率球管的管芯。一些小功率的球管是没有旋转阳极跟定子等的，就只有一个固定的靶面。
图1 球管管芯
图2 球管管芯结构说明
铺垫了这么多，那么既然我们知道白炽灯与球管管芯的差别在于少了一个靶面，那我们人为给白炽灯加一个靶面，那不就是一个产生x射线的管芯了吗？是这个么一个道理，但是还有些地方要注意的，其一，X射线管的管芯一般都是高度真空的，因为如果管芯内部有气体，在给管芯加上高压后，会容易导致球管释放电弧打火，尤其在高电压大电流的情况下更严重，严重的会损坏管芯导致球管报废。我们日常所接触到的白炽灯，据网上消息说，40w以上的一般会填充有气体，40w以下的，才有可能是真空的。当然，一般的白炽灯灯泡的真空度也是远达不到球管管芯的真空度的，但是我们在低点功率的情况下实验，理论上不一定会有打火现象的发生，但是电子在灯泡内加速的过程，可能会撞击到气体分子，导致产生X射线的效率降低。其二，灯泡是没有靶面的。医用球管的靶面一般为金属钨或者钨铼合金，有些低kv的球管如乳腺机球管等则会用到钼靶或者铑靶。由图3 可知道铬、铁、钴、镍、铜等的k层电子特征辐射波长比较大，意味着要激发k层电子产生X射线所需的能量比较低，相对来说在低kv的条件下用这些材料作为靶面产生X射线的效率要高一些。我们这次采用铜片作为靶面。
图3 不同阳极靶面的k层电子特征辐射波长
图4 是我们本次用白炽灯产生X射线的基本原理图，原理图很简单。一个电源给白炽灯灯丝供电，使得钨丝温度升高后电子在高温钨丝周围形成电子云，电子更容易挣脱钨丝束缚被高压加速撞向铜靶面。另一个电源给高压模块供电，高压模块大约能产生50kv的电压。本次实验的所有材料包括：
1、白炽灯灯泡 6v 20w
2、高压模块 50kv 18w
3、一节18650电池、一个实验电源、铜片、一个辐射检测仪等
图4 实验基本原理图
图5为本次所有实验的最终接好灯泡、电源、高压模块的图片。灯泡由一节18650电池供电，一直通着电。高压模块由实验电源供电。高压模块输出负极接灯丝，正极接铜片并放在灯泡玻璃的正前面。因为灯丝比较粗，这里为了实验效果好一点，我加了一片铜箔接着高压模块的负极并包在灯泡的底座，使灯丝电子的聚焦。接下来我们一起看实验吧。
图5 实验连接图
图6 灯泡未供电情况下
图7 房间本底辐射0.16μSv/h
图8 高压模块刚加电辐射情况
图9 高压模块加电到辐射超标后的情况
图10 最高辐射值达到8.90 μSv/h
从实验过程看，接上高压后，环境辐射从我房间的0.16uSv/h增加到最高8.90左右，超出了默认的0.5的安全范围，辐射更是达到了环境本地辐射的55倍左右，辐射检测仪一直在bb响。理论上，应该是很大可能产生了x射线。
至于辐射剂量，因为我所采用的高压模块功率最高就18W，电压为50kv，而且时间也很短，比起大型医疗设备动辄几十kw的功率，辐射应该还是会在安全范围，短期做实验是不会有什么辐射安全问题的。
但是非专业人员请勿做这个实验。
