【2017年整理】医学影像物理学 课后习题解答 (第三版).doc

例1-1测量但能窄束 射线的衰减，经过2.1mmAl后，强度I为原来强度I0的1/2；若改为宽束时，有相当于I0的10％的散射线到达探测器，即 I＋I0＝0.6I0，试求宽束时的半价层。解。由窄束时得线性衰减系数μ＝0.33mm-1由宽束时得积累因子B=1.2设宽束时的半价层为HVL,则BVL = 2.65mmAl例1-2假定骨骼组成如下:骨胶蛋白占70% (其平均原子序数用水替代) , Ca3 (P04)2占25.5% ,CaC03占3 % , Mg3 ( PO 4 ) 2占1.5%,试求骨组织的平均原子序数。 解:先求各化合物的平均原子序数Ca3 (P04)2中Z(Ca)=20,Z(P) = 15 ,Z(O) = 8a(Ca) =3,a(P):::2,a(O)=8同样,计算可知: 。用类似混合物质量吸收系数方法去计算混合物的平均原子序数,即,故第一章 课后习题解答1-1,产生X射线需要哪些条件? 答：首先要有产生电子的阴极和被轰击的阳极靶：在阴极和阳极间的高压直流电,为防止阴极和阳极氧化以及电子与中性分子碰撞的数量损失,要制造压强小于10 -4Pa的真空环境,为此要有一个耐压、密封的管壳。1-2影响X射线管有效焦点大小的因素有哪些?答：影响有效焦点大小的因素有：灯丝大小、管电压和管电流、靶倾角。1-3在X射线管中，若电子到达阳极靶面的速度为1.5xl08ms-1,求连续X射线谱 的最短波长和相应的最大光子能量。答：此题的思路是由动能公式求出电子的最大动能,此能量也是最大的光子能量,从而求出最短波长。但当速度可与光速c＝3×108ms-1相比较时,必须考虑相对论效 应,我们可以用下面公式求出运动中电子的质量。此题的结果告诉我们,管电压为73.8kV。反过来,如果知道管电压,求电子到达阳极 靶表面的电子速度时,同样需要考虑相对论效应。1-4下面有关连续X射线的解释?哪些是正确的? A.连续X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果; B.连续X射线是高速电子与靶物质的原子核电场相互作用的结果; C连续x射线的最大能量决定于管电压; D.连续X射线的最大能量决定决定于靶物质的原子序数; E.连续X射线的质与管电流无关。正确答案:B、C、E1－5.下面有关标识X射线的解释,哪些是正确的? A.标识X射线是高速电子与靶物质轨道电子相互作用的结果; B.标识X射线的产生与高速电子的能量元关; C.标识X射线的波长由跃迁电子的能级差决定;D.滤过使标识X射线变硬；E.靶物质原子序数越高，标识X射线的能量就越大。正确答案:A、C、E1-6影响X射线能谱的因素有哪些? 答：电子轰击阳极靶产生的X射线能谱的形状(归一化后)主要由管电压、靶倾角和固有滤过决定。当然,通过附加滤过也可改变X射线能谱的形状。 1-7影响X射线强度的因素有哪些? 答：x射线在空间某一点的强度是指单位时间内通过垂直于X射线传播方向上的单 位面积上的光子数量与能量乘积的总和。可见，射线强度是由光子数目和光子能量两 个因素决定的。影响X射线强度(量与质}的因素很多，主要有：增加毫安秒，X射线的质不变、量增加,x射线强度增加;增加管电压，X射线的质和量均增加，X射钱强度增加;提高靶物质原子序数。X射线的质和量均增加，X射钱强度增加;增加滤过，X射线的质增加，但X射线的量减少；增加离X射线源的距离，X射线的质不变，X射线的量减少，X射线强度减少；管电压的脉动，X射线的质和量均降低，X射线强度减少。1－8 原子放出X射线前是静止的，为了保持活动不变，当它发出X射线时，原子经历反冲。设原子的质量是M，X射线的能量为hν，试计算原子的反冲动能。答：次提到关键在于利用X射线的动量和能量的关系：根据动量守恒，可知：这样，原子的反冲动能为1－9 X射线摄影中，光电效应和康谱顿效应对影响质量和患者防护各有和利弊？答：诊断中的光电效应有利的方面是能产生质量好的影像。原因是：（1）不产生散射线，大大减少了照片灰雾；（2）可增加人体不同组织和造影剂对造影剂的吸收差别，产生高对比度的X射线照片，对提高诊断的准确性有好处。有还的方面是：入射X射线通过光电效应可全部被人体吸收，增加了受检者的吸收剂量。从全面质量观点讲，应尽量减少每次X射线检查剂量。康谱顿效应产生的散射线增加了照片灰雾，降低了影响的对比度，但与光电效应相比受检者吸收的计量较低。另外，从受检者身上产生的散射线能量与原射线相差很少，并且散射线对称的分布在整个空间，这一事实必须引起重视，医生和技术人员及病人家属注意防护。1－10 0.5cm的铝将单能X射线强度衰减到46.7％，试求该光子束的HVL.答：根据衰减规律可知得线性衰减系数μ＝1.523cm-1据,得HVL=0.455cmAl1-11 质量衰减系数、质能转移系数和质能吸收系数