第一章 X射线物理课件.pptVIP

参考书目 1、《医学电子学基础与医学影像物理学》潘志达著 科学技术文献出版社 2、《现代医学影像物理学》包尚联著 北京大学医学出版社 第一章 X射线物理  内容提要 X射线发现 X射线的产生 X射线辐射场的空间分布 X射线与物质的相互作用 X射线在物质中的衰减 X射线在人体内的衰减 第一节 X射线的产生 X射线的发现 X射线的发现 世界上第一张 X射线照片→ X射线的产生 X射线产生条件 在高真空管内高速行进成束的电子流撞击阳极靶(钨、钼等)时与原子核或内层电子相互作用而产生X射线，即高速电子流和靶物质相互作用的结果产生X射线。 X射线的产生 产生X射线需具备以下三个条件： ①电子源 ②高速电子流 ③适当的靶物质 2.连续X射线 2.连续X射线 连续放射：又称韧致辐射(bremsstrahlung radiation) 是高速电子流撞击阳极靶面时，与靶物质的原子核相互作用而产生的、连续波长的X射线(连续X射线)的过程。 频率连续的X射线发射谱 2.连续X射线 连续X射线的最短波长λmin： 3 .标识放射 3 .标识放射 标识X射线的波长仅取决于阳极靶物质，与X射线产生过程中的其它因素无关。 不同靶材料的辐射光子的能量和波长也不同。每一种元素的标识X射线的波长是固定不变的。 3 .标识放射 产生标识X射线的最低激发电压U必须满足 W为脱出能。 时， 为最低激发电压，不同的激发电压产生的标识X射线量占总的X射线量的比率是不同的。 小结 1）连续谱的形状与靶的材料无关。 2）连续谱存在一最大的能量值，它取决于管电压。 3）标识辐射的X射线波长是由跃迁的电子能量差决定的，与高速电子的能量（管电压）无直接关系，主要决定于靶物质的原子序数，原子序数越高，产生的标识辐射的波长越短。 X射线荧光作用的应用： X射线透视荧光屏 增感屏 影像增强器 闪烁计数器 X射线的电离作用 具有足够能量的X射线光子不仅可从原子中击脱电子产生一次电离，脱离了原子的电子还能与其他原子碰撞产生二次电离。 第二节 X射线辐射场的空间分布 一、X射线强度 1. X射线的强度定义 单位时间内垂直于X射线束的单位面积上通过的光子数和能量的总和叫做X射线线的强度。 一、X射线强度 X射线线的强度是X射线的质与量的综合指标，它主要是由X射线摄影条件的三要素（千伏、毫安和时间）决定的。 一、X射线强度 X射线管短轴方向上的X射线强度分布是基本对称的；X射线管长轴方向上的X射线强度分布是非对称的，近阴极端的X射线强度大，近阳极端的X射线强度小。 一、X射线强度 X射线的强度I与管电压U和管电流i的关系如下： 式中，系数K取决于高压整流方式，约为1.1×10-9～1.4×10-9；n由管电压及线束的滤过条件决定，对于诊断用X射线的n值约为2。 X射线强度的单位是：J·m-2·s-1 X射线的质与X射线管管电压的关系 在X射线诊断中，X射线的质常间接的用X射线管管电压（千伏值/kV值）的大小来近似描述。 管电压越高，电子获得的动能越大，撞击阳极靶物质的力量越强，产生X射线的穿透能力就越强，即线质越硬。 2. X射线的量与质 X射线的量(X-ray quantity) 垂直于X射线束的单位面积上、单位时间内通过的光子数称为X射线的量。 X射线的量的测量 由于X射线的光子能量大、穿透力强，因此直接测定X射线的量比较困难。 在X射线诊断中，常用管电流的大小与曝光时间的乘积即毫安秒（mAs）来间接表示X射线的量。 3. 影响X射线产生的因素 毫安秒(mAs)：X射线的强度与mAs成正比。 高压波形（电压脉动）：X射线管的高压整流后的脉动电压越接近峰值其强度越大。 3. 影响X射线产生的因素 距离：X射线的强度与距离的平方成反比。 滤过：滤过板可以滤掉低能的X射线，减少患者的辐射剂量、提高照片质量。经常采用铝作为滤过材料。 二、X射线强度的空间分布 1.薄靶周围X射线强度的空间分布 1.薄靶周围X射线强度的空间分布 2. 厚靶周围X射线强度的空间分布 2. 厚靶周围X射线强度的空间分布 阳极靶较厚，用于诊断用X射线机中。 电子每穿过50×10-12m的深度则能量损失10KeV。 阳极效应[anode effect](足根效应)[heel effect]… 阳极倾角θ越小，效应越明显。