成像理论第章 01.ppt

经实验测量，从X线管窗口射出的有用X线束强度分布是不均匀的，普遍存在阳极效应。图2-12中，若规定与X线管长轴垂直方向中心线（0o）的强度为100%，从其他不同角度方向上强度分布情况看，阳极效应十分明显。 2、薄靶周围X线强度的空间分布 图2-13表示不同管电压下不同薄靶中产生的X线在周围空间的分布。不同角度上的矢径长度代表在该方向上X线强度。 图2-14表示一薄靶在不同管电压下，产生的X线强度在靶周围分布的变化情况。 根据薄靶产生X线的空间分布特点，在管电压较低时，利用反射式靶在技术上很有好处 使用超高压X线管时，考虑能量分布因素，则需采用透射式靶，电子从靶的一面射入，X线从另一面射出。 医用电子直线加速器产生的高能X线，使用的就是透射式薄靶。 3、X线机周围剂量场的分布 在X线机周围工作环境中，剂量场的分布情况是辐射防护的重要参考资料，可发现潜在的异常高剂量区，从而采取必要的防护措施，减轻照射的危害。 谢谢！ 产生连续辐射的原因：每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同，且每个电子与靶原子作用前具有的能量不同，所以各自作用的辐射损失不同，因而发出的线光子频率也互不相同。 图2-3 （2）连续辐射的最短波长：图2-4，连续X线谱每条曲线都有一个峰；在长波长方向上无限延伸，强度越来越弱；在短波长方向上，曲线存在一个波长极限，称为最短波长 图2-4钨在较低管电压下的连续X线谱 电子获得的最大能量E=eV 最大动能 =E=eV,电子所有的动能变为 辐射能eV=h?,这个频率就是最大频率，对应最小波长λ=c/?。 描述线能量时，经常用到kV(kVp)和keV, kV是指球管两极管电压的千伏值，kVp是指峰值管电压的千伏值， keV基本粒子能量的千电子伏值 （3）影像X线强度的因素：阳极靶面的原子序数、电流、电压 以上所涉及的X线管电压为恒电压，而实际上X线管电压是交流电经过整流后的脉动电压。对于脉动电压，产生的X线最短波长只与管电压的峰值（kVp）有关。在X线管中，随管电压而能量周期变化的电子群以各种不同的受阻情况与靶原子作用，这也是产生范围很广的连续线谱的一个重要原因。 连续X线波谱中每条曲线下的面积表示连续X线总强度，连续X线的总强度与管电流、管电压、靶原子序数的关系： 最大强度对应的波长值称为最强波长： 在诊断用X线中，以最强波长为中心，邻近两侧的波段起主要作用。 由于滤过不同，连续X线的平均能量一般为最大能量的1/3~1/2，其平均波长为最短波长的2.5倍： 课本例题 2、特征X线 特征辐射又称标识辐射，与连续辐射的产生机理完全不同 图2-6 钨在不同管电压下的X线谱 在X射线谱中看到，标识谱是叠加在连续谱上的线状谱，这些谱线所对应的波长位置与外加电压无关(当然v要超过临界值)，而只决定于靶的材料。 (1)产生机理：高速电子将内存电子打出（离开原子）使之成为自由电子（光电子），使原子内电子层出现空位，从而处于不稳定的激发态。这样按能量分布的原则，处于高能态的外层电子必然要向内层跃迁填补内层电子空位，便释放出能量（hv）等于电子跃迁前(E2)、后(E1)两能级之差的X光子： 由于每一种元素的特征谱线都不相同，因此可以用这样的谱线来标识各元素，所以称为标识谱 （2）特征X线的激发电压：当入射高速电子的动能大于内层电子结合能时，才有可能被击脱造成电子空位，产生特征x线。只要造成空位，则产生的特征X线都是一样的。产生特征X线必须有一个激发电压 标识谱中K线系是第K壳层以外各壳层电子跃迁到K壳层空位上形成的 L线系是L壳层以外电子跃迁到L层空位上形成 M线系是M壳层以外的电子跃迁到M壳层空位上形成的。 可知X射线的标识谱是原子内层电子跃迁产生的 轫致辐射原理图 特征辐射原理图 影响特征X线的因素：特征X线的强度与管电流成正比，管电压大于激发电压时才发生，并随管电压的继续升高强度迅速增大 连续光谱的性质与阳极的材料无关 线状光谱的结构与阳极的材料有关。 每一元素具有自己特有的X射线线状光谱 五、X线的量和质 习惯上常用X线强度来表示X线的量和质，这并不能将X线特性表达清楚。 X线强度：指单位时间内通过垂直于X线束的方向上单位面积上的X线光子数量与光子能量乘积的总和。可见X线强度由光子数目和光子能量决定。 在实际中，常用X线量与质的乘积表示X线强度 量是指线束中光子数 质是指光子的能量 1、X线的量 就是X线光子的数目 由相同能量光子组成的单能辐射，其辐射强度： N为单位时间通过单位横截面积上的X线光子数 由不同能量，但能量完全确定的光子组成的复合光谱，辐射强度： 光子组成连续谱，辐射强度： X线强度的SI