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影像物理习题参考答案 第一章：普通X射线影像 产生X射线需要哪些条件？ 答：1、高速运动的电子流；2、阻碍电子运动的靶。 X射线管的一般构造包括哪几部分，各部分都有什么功能？ 答：一般应包括阴极、阴极体、阳极（含靶）、阳极体、真空管。阴极发射热电子；阴极体有聚焦电子束和回收二次辐射的作用；阳极（含靶）加速电子并阻碍电子运动发射X射线；阳极体起散热作用；真空管产生高真空环境。 什么是轫致辐射？为什么轫致辐射是产生连续X射线的机制？ 答：高速电子进入到原子核附近的强电场区域，受到强电场的作用，而使电子的速度大小和方向发生变化，按电磁理论，电子将向外辐射电磁波（即光子）而损失能量，电磁波的频率由 决定。电子的这种能量辐射叫轫致辐射。 为什么轫致辐射产生的连续X射线谱中存在最短波长？最短波长受何种因素影响？ 答：当电子的最大动能全部损失转化为X光子的能量后，X光子不可能再获得更大的能量。从而形成最短波长。，可见，最短波长仅由管电压决定。 设X射线管的管电压为100kV，求其产生连续X射线的最短波长和相应的X光子能量的最大值。 解：，对应的光子能量为： 答：略。 什么是标识辐射？为什么标识辐射是产生标识X射线的机制？影响标识辐射的因素有哪些？ 答：当电子的能量较高时，可将靶原子的内层电子（K，L，M壳层）碰出原子核的束缚，成为自由电子，这样，在内层轨道上产生一空位，这一空位不能长期存在，外层电子会跃迁至空位填充内层轨道，并将多余的能量（二能级差）以X光子的形式辐射出来，产生标识X射线。轫致辐射不可能产生不连续的标识X射线。标识X射线的波长只能由靶原子的能级结构决定，即靶元素决定。管电压和管电流可影响标识辐射的强度。 何为实际焦点、有效焦点、靶角？三者间有何关系？ 答：灯丝发射经聚焦的电子，加速后，投射在阳极靶上的面积b，称为实际焦点；X射线管的实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积a，即X射线照射在胶片上的有效面积。靶面与X射线投射方向的夹角。三者的关系为： 影响焦点大小的因素有哪些？ 答：影响焦点大小的因素有：阴极灯丝的大小和形状；阴极体的聚焦性能；管电流的大小，管电流增大时，由于电子间的为库仑作用，产生焦点增涨现象。 为什么焦点面上X射线的能量分布是不均匀分布？ 答：一是到达靶面各处的电子密度不均匀；二是到达靶面的上各处的电子与靶原子作用的情况有差别。从而使得靶面各处产生的X射线的强度不均匀，辐射光子的频率有差别。 何为半影？影响投影区半影大小的因素有哪些？管球焦点对X射线的投影有什么影响？ 答：由于X射线管的实际焦点有一定的面积，从而使得投照物体的边缘在投影区产生半明半暗的模糊投影，称为半影。影响半影的因素有：有效焦点的大小，焦点上的X射线分布，焦点、投照物、投影屏的相对距离。管球焦点越大，半影区越大。焦点上X射线的强度分布也有影响，高斯分布半影较小，双峰分布半影较大。 什么是X射线管球的容量？为什么不能超容量使用？ 答：由于X射线管的能量转换效率高，99%以上的电能转化为热能，阳极靶上产热量大并且集中，容易损坏阳极靶，超容量使用首先将破坏阳极靶而使管球报废。 一个连续工作的X射线管管球，管电压是250kV，电流是40mA，其容量为多少？ 解： 答：略。 X射线具有哪些基本性质？ 答：X射线是波长极短的电磁波，具有下列性质：贯穿能力强，大多数物质对X射线透明或半透明；能使荧光物质发射荧光；具有电离作用；能使照相底片感光，能使很多物质发生光化学反应。 何为X射线的强度？它决定与哪些因素？ 答：单位时间内通过垂直于X射传播方向的单位面积的X射线辐射能量。它决定单个X光子的能量和X光子的数密度。 X射线在物质内的传播过程中，同物质发生相互作用的种类有哪几种？ 答：X射线在物质内传播时，同物质发生的主要相互作用有：光电效应，康普顿散射，X射线能量很大时（大于1.022MeV）还可发生电子对效应。 连续能谱X射线在物质中的衰减规律有什么特点？ 答：各种波长的X射线的强度均降低，但长波X射线衰减比例越大，最终使连续X射线光子的平均能量增加，X射线硬度增大。 线性衰减系数和质量衰减系数之间有什么联系？质量衰减系数有什么特点？ 答：对同一种物质，线性衰减系数与密度成正比。，质量衰减系数与靶物质的物理状态无关，仅由靶物质的原子分子结构决定。 何为半价层？它与哪些因素有关？ 答：使X射线束的强度减弱为原来一半时所需要的吸收层的厚度。半价层与X射线的硬度和吸收层的物质组成及其密度有关。 什么是X射线的滤过？它有哪些种类？ 答：X射线穿过一定的物质后，使部分较软X射线的相对强度降低，从而提高X射线的有效能量，线质变硬。称为X射线的滤过。分固有滤过（经X射线管壁的滤过）和附加滤过（在X射线管外的滤波板的滤过）。 何为X射线的硬化？ 答：X射线穿过一定