X(γ)射线射线在物质中的衰减规律.ppt

X(γ)射线在物质中的衰减 X线的衰减规律 X线强度的衰减，包括距离与物质所致的衰减。 *距离引起衰减：从X线管焦点发出的X线向空间各个方向辐射，在以焦点为中心而半径不同的球面上的X线强度与距离(即半径)的平方成反比，叫X线强度衰减的平方反比法则。 该定律只在真空中成立，在空气中由于气体的吸收严格说是不成立的，但由于空气引起的衰减很少，在一般摄影中可忽略不计。故在一般摄影中，可通过改变X射线管焦点到胶片的距离来调节X射线的强度。 物质引起衰减：X线通过物质时，由于X线光子与构成物质的原子发生相互作用而产生光电效应、康普顿效应和电子对效应等，在此过程中由于散射和吸收使X线强度衰减。性质和厚度有关，而且还取决于辐射自身的性质。 X射线强度在物质中的衰减规律是X射线摄影、透视及X-CT检查的基本依据，同时也是屏蔽防护设计的理论根据。 The main contents 概述 单能窄束X线的衰减规律 单能宽束X线的衰减规律 连续X线的衰减规律 X线通过人体的衰减规律 影响X线衰减的因素 Have a rest! 概述 线衰减系数 质量衰减系数、质能转移及质能吸收系数 混合物和化合物质量衰减与质能吸收系数 (一)线性衰减系数 (一)线性衰减系数 当吸收体不存在时，K点辐射强度为I0 在辐射源和探测器之间放置厚度为△X的很薄一层物质，由于吸收和散射K点的辐射强度变为I。 强度改变 I－I0＝-△I，-表示强度的衰减。 用不同的吸收体、不同能量的射线进行测量时： － △ I＝μI0 △X 辐射在穿过薄吸收层时，辐射强度的衰减与物质层的厚度及辐射的I0成正比，同时与线性衰减系数μ的数值有关；μ随辐射束中光子能量的增加而减小。 (一)线性衰减系数 μ表示X线穿过单位厚度的物质层时强度减少的百分数值。其SI单位 m-1。 μ近似正比于吸收物质的密度，随材料的物理状态变化。 为避开同吸收物质密度的相关性而便于使用，通常采用质量衰减系数 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 ρdx表示面积为1m2、厚度为dx的立方体所包含物质层的质量，称为质量厚度，SI单位“kg·m-2”。若为1称为单位质量厚度，表示在1m2面积上均匀分布1kg质量吸收物质层的厚度值。 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 μ/ρ表示X线在穿过质量厚度为1kg.m-2的物质层后X线强度减少的分数值。 质量衰减系数用μm表示，SI单位“m2.kg-1” 。 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 μm优点：不受吸收物质的密度和物理状态的影响。如水、冰和水蒸汽，虽然它们的密度和物理状态不同，但它们的μm都一样，质量厚度“lkg·m-2” 的水、冰和水汽对X线都有同等量的衰减。 μm＝Kλ3Z4 λ愈短，X线衰减愈少，穿透本领愈强；Z愈高，X线衰减愈大。 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 质量衰减系数 X线在物质中可发生各种相互作用，相互作用的光子数可用发生相互作用的几率来表示。 线性衰减系数μ是入射光子在物质中穿行单位距离时，平均发生总的相互作用的几率。 μ=τ+σc+σcoh+k τ为光电线性衰减系数；σc为康普顿线性衰减系数；σcoh为相干散射线性衰减系数；k为电子对效应线性衰减系数。 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数质量衰减系数 总的质量衰减系数等于各相互作用过程的质量衰减系数的和： 至于每一项在总衰减系数中所占的比例，随光子能量和吸收物质Z而变化。 质量衰减系数 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数 在X线与物质的三个主要作用过程中，X线光子能量都有一部分转化为电子(光电子、反冲电子及正负电子对)的动能，另一部分则被-些次级光子(特征X线、康普顿散射及湮灭辐射)带走，总的衰减系数可表示为两部分的和，即： μ=μtr+μs μtrX线光子能量的电子转移部分； μs X线光子能量的辐射转移部分。 (二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数 物质中吸收的就是电子转移部分能量。 X线能量的电子转移部分： μtr=τtr+σtr+ktr μtr为线性能量转移系数，表示X线光子在物质中穿行单位长度距离时，由于各种相互作用，能量转移给电子的份额。μtr的SI单位是m-1。 τtr 、σtr 、ktr分别为光电效应、康普顿效应和电子对效应过程中光子能量转移为电子能量的线能量转移系数。 设光子的能量为hν，其中转移给带电粒子的动能的部分为Etr，则μtr和μ的关系可表示为： (二)质