《医学物理学》课件--x射线..ppt

第一、二节 小 结 X射线的 硬度 强度 X射线谱 连续Ｘ射线谱 轫致辐射 标识X射线谱 原子内层出现空位, 跃迁. X射线产生 ①高速运动的电子； ②适当的障碍物. 装置 X射线管 低、高压电源，整流电路 条件是： * X射线的本质： X线是从原子内部发射出来的波长很短(0.001~10nm)的高能量的光子流. 第三节 X射线的基本性质 X线也是电磁波，具有电磁波的共同特性. 电磁波谱 * 一、X射线的基本性质 化学效应：射线能使多种物质发生光化学反应， 使照相底片感光. X射线摄影的基础. 生物效应：射线照射使生物体发生电离和激发，从而使细胞受到损伤，生长受到抑制，甚至使细胞坏死等效应. 放射治疗基础. 同时要注重防护射线. 3.电离作用：射线使物质原子、分子发生电离。测量 X射线的基础. 2.荧光作用：射线照射使某些物质发出荧光, 在医 学上用于透视 . 1.贯穿本领：射线能够穿透物质. 物理效应： * X射线发现17年后，于1912年，德国物理学家劳厄找到了X射线具有波动本性的最有力的实验证据：发现并记录了 X 射线通过晶体时发生的衍射现象. 1914年获诺贝尔物理学奖. 二、X射线衍射 衍射斑纹（劳 厄 斑） 晶体 X射线 记录干板 劳厄的X射线衍射实验原理图 * 晶体中原子有规律排列的结构可看成是光栅. 原子的线度和间距大约为10-10m 数量级，与入射X射线的波长相当或更小些，相邻晶面原子的反射线发生干涉，就可能获得衍射现象. 衍射图样 X射线 晶体中各晶面 θ (掠射角θ ) (氯化钠晶体) Cl ＋ Na 晶体结构点阵 * X射线 入射角 掠射角 求出相邻晶面距离为 d 的两反射光干涉加强条件 两层面间反射光光程差： 布拉格定律 干涉加强得亮点的条件： 或布拉格方程 θ 布拉格方程 Bragg equation = * X射线摄谱仪原理图 晶体 照相底片 铅屏 X射线管 X射线的衍射图样: NaCl单晶X射线衍射斑点 石英的X射线衍射斑点 * 脱氧核糖核酸(DNA分子)的双螺旋结构模式: X射线衍射的重要应用举例 1953年，美国科学家沃森（J.D.Watson,1928-）和英国科学家克里克（F.Crick,1916-）提出DNA双螺旋结构;1962年获诺贝尔医学和生理学奖. * *射线被衰减 光子被物质吸收； 光子被物质散射. I0 I 一、单能X线的衰减规律 I0---入射线强度 I---透射线强度 x---射线透过的厚度 μ---物质的线性衰减系数 x μ 第四节 X射线的衰减规律 x I 0 I0 * μ（线性衰减系数） * 物理意义：描写物质对X线衰减快慢的物理量. 物质的μ 越大，X射线衰减越快. (单位： cm-1 或 m-1 ) 多层物质的总衰减系数： I0 I1 I2 I3 I4 ?1 ?2 ?3 ?4 x I o Io μ大 μ小 x (投影值) * μm (质量衰减系数) xm （质量厚度）（mass thickness）: * 定义： xm =x?（单位面积中，厚度为x 的吸 收层的质量） * 单位：g/ cm2 （μm与 ? 无关， μm大则衰减快） ( μ与物质密度?的关系： μ正比? ) *定义： 单位：cm2/g *衰减规律第二形式： * 半价层x1/2 (half value layer): * 定义：物质对X射线强度衰减到一半的厚度. 物理意义： 物质的x1/2或xm1/2越小,则对X射线衰减越快. * 表式： （单位：cm） （单位: g/ cm2 ） *衰减规律第三形式： * 二、质量衰减系数与射线波长及物质原子序数的关系 μm =KZα?3 1.有效原子序数(Z)愈高的物质，对X射线衰减愈强 K：常 数 Z：原子序数 α：医学上为 3-4 ?： X射线波长 由此得到影响X射线衰减的因素的两个结论： *X光透视与摄影: 骨(Ca, P)对X射线的衰减 大于 软组织(C, H, O)对X射线的衰减 骨在透视荧光屏中呈暗影; 在摄影胶片(底片)中呈亮影. * * 造影术: 血管造影，胃肠造影（“钡餐”）等. * 防护材料: 铅块(Z=82) 食管钡餐造影：左图为充盈相，右图为粘膜相. 造影后 造影前 (钡Z=56) * * X射线硬化与滤线板： 滤线板：铜板、铝板或铜板和铝板合并(先铜后铝). 硬化：X射线经过铜板或铝板后软成分(