你造了什么?!:一台便携式 X 光机

高中时期,亚当·慕尼黑在他的空闲时间里,自己动手制造了一台能够看透其他机器内部的设备。
Luke Copping

两年前的一个深夜,亚当·慕尼黑在一个聊天室里与两位新认识的朋友聊天。其中一位巴基斯坦小伙抱怨他的国家经常拉闸限电。另一位则在墨西哥的一场越野摩托车事故中摔断了腿,并说当地的医院找不到一台能用的X光机。这两种情况在慕尼黑的脑海中融合在一起;他想,是否能有一种廉价、可靠、由电池供电的X光机——一种可以在偏远地区使用,并且在停电时无需插电就能工作的设备。在得知答案是否定的之后,他花了两年时间,用辉光管、旧艺术旅行箱、链锯油和来自世界各地的电子元件,自己制造了一台。这对任何人来说都是一个雄心勃勃的项目,更何况是一个15岁的少年。

慕尼黑一开始是在网上阅读关于克鲁冈管(Coolidge tubes)的科学知识,这是大多数商用机器中必不可少的辐射发射核心,并最终从一家中国制造商那里买到了一台。“剩下的就是解谜了,”慕尼黑说。“这种东西没有现成的指南。”

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他将机器分成了两个连接的部分:一个装有电子元件的控制箱,以及一个装有X射线管和驱动它的高压元件的第二个箱子。仅靠电池无法提供足够的电力。他需要一个倍压器,于是他借用了一个最初用于粒子加速器的设计。当施加交流电时,它会在峰值时流入一个储能电容器,然后在电流极性反转时通过一个电荷中继二极管。这第二股电荷与电容器中储存的能量结合,使电压翻倍。慕尼黑利用他作为自由网页设计师赚来的钱,在eBay上购买了足够的电容器和超快二极管,将四个这样的组合连接起来。电压随着每一个组合而增加,直到达到产生良好X射线束所需的75,000伏特。

现在的慕尼黑已经18岁了,他用这台机器给一些家用物品拍了X光片,包括一支笔和一个电脑硬盘。他表示,理论上,它可以用于拍摄手或肢体。现在,他正致力于将成本降至200美元以下,并使设备足够坚固,以帮助他深夜聊天时的朋友们。但目前版本的机器肯定有助于解决一个更紧迫的问题——给大学招生办公室留下深刻印象。

Luke Copping

制造X光机

耗时 2年
价格 $700

在下一页看看慕尼黑的X光机是如何工作的。

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工作原理

成像:在X射线管内部,高压电流将电子发送到一个钨靶。电子撞击靶内的原子,失去能量,并发出X射线。X射线随后向前传播,在物体上形成阴影图像。大多数机器使用平板辐射探测器来获取这些图像,但它们价格昂贵,约65,000美元。慕尼黑则购买了一个闪烁屏,这是一种塑料片,当受到电离辐射照射时会发出荧光绿色。

安全:慕尼黑自己制作了一个盖革计数器来测量辐射。来自X射线管的X射线量与他的估算一致,他发现反向散射,即周围的辐射量非常低。尽管如此,他只在室外使用它,将其对准他家后面的树林。否则,一些X射线可能会从室内墙壁反弹回来。他还增加了一个扬声器,当机器正在产生X射线时会发出警告蜂鸣声。

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绝缘:慕尼黑将高压元件和X射线管放在一个装有链锯油的塑料接线盒中。他通过将两块金属板浸入其中,然后向其中一块施加不断增加的电流来测试油的绝缘能力。当电压达到100,000伏特时,电荷才从一块板穿过油到达另一块板。由于机器只使用75,000伏特,油可以防止电压烧穿接线盒或其他部件。

设计:两个匹配的艺术旅行箱通过电缆连接,分别封装了机器的两个部分。慕尼黑在箱盖上挖了孔,用于安装开关、监控电流和电压的仪表、设置曝光时间的旋钮,以及一个来自乌克兰供应商的辉光管显示屏,它可以将曝光时间精确到十分之一秒。

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