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射线的穿透能量与其波长以及被穿透材料的原子序数和密度有关，射线能量越大波长越短，硬度越高穿透能量越大。而被透照材料的原子序数越大，密度越大越难穿透。利用射线穿透物体，根据物体对射线的吸收能力与穿透能力，通过探测器、图像增强、图像采集等方法，观察物体内部的结构与状态。X射线的电离性质能排斥原子层中的电子，使气体电离也能影响液体或固体的电性质。射线的这一特性在通过空气时，也可使空气分解为正负离子成为导电体，空气的电离程度与吸收的射线剂量成正比。