X射线的产生与剂量.pptx

X射线的产生与剂量;概述;;;;; Wilhem Conrad Roentgen Anna Bertha Roentgen (1845 - 1923) (1839 - 1919); Radiograph of the hand A Crookes tube of Mrs. Roentgen;;;早期的 X 线影像诊断;电离辐射的基本知识;电离辐射;X线的实质;一种看不见的，高穿透性的电磁波，波长比可见光短。 -8 -11 X光的波长范围约为 10 m 至10 m; 16 相应的频率范围约为 3×10 Hz至 19 3×10 Hz。 -8 -9 医用诊断X线的波长范围约为10 m 至10 m。 ;电磁波谱;能量单位;“医用X线” —— 由X射线管产生，且光子能量一般处于15~150keV（波长相应为0.008~0.08 nm）范围的X射线。;2.1 X射线管;X射线管;;An X-ray tube with a rotating anode;The structure of a X-ray tube;图2-5 灯 丝;The structure of a X-ray tube;The structure of a X-ray tube;X射线管的结构;2. X射线管的阳极 固定式： 由Z（原子序数）大，耐高温的钨，钼形成，嵌在铜制阳极体上。 散热旋转式：圆盘状，小电机驱动转动 （2800- 8500转/分）易散热，可做大功率的管子。 ;3、X线管的电特性;1）V超过临界值时，I一定，所以发射电 子均已被吸到阳极。 （电压饱和） 2）V小于临界值后更小时，一定时候I不 随灯丝电流 i 变化，灯丝发射的电子不能全到阳极，形成空间电荷，反而阻止电子前行。 （温度饱和） ;2.2 管电压的产生与控制;1、高电压的产生;2、高压整流器;3、高压绝缘电缆;4、高压初级电路;5、灯丝变压器;X光机控制电路;2.3 X射线产生的物理机制;辐射 韧致辐射： 产生连续频率谱的X线。 标识辐射： 产生X线谱的标识峰。;一、轫致辐射;轫致辐射;轫致辐射的发生;轫致辐射能量;轫致辐射产生连续频率的原因;轫致辐射X线的能谱;上图的特点;为什么用钨靶;二、标识辐射 ;原子结构示意图;标识辐射的起因;因发现元素的次级X射线标识谱，巴克拉（Charles Glover Barkla 1877~1944）获得了1917年度诺贝尔物理学奖。;标识辐射; 标识辐射发生的条件;标识辐射;同样当K空位被M层电??填充时，则产生Kβ辐射。M能级与K能级之差大于L能级与K能级之差，即一个Kβ光子的能量大于一个Kα光子的能量； 但因L→K层跃迁的几率比M→K迁附几率大，故Kα辐射强度比Kβ辐射强度大五倍左右。 显然，当L层电子填充K层后，原子由K激发状态变成L激发状态，此时更外层如M、N……层的电子将填充L层空位，产生L系辐射。因此，当原子受到K激发时，除产生K系辐射外，还将伴生L、M……等系的辐射。;图3-7 钼元素的标识辐射谱。其中L?2谱线与L?1谱线重叠 ;图3-8 钨元素的标识辐射谱 ;1）波长与靶材料密切相关。 仅决定于材料，与X线其他因素无关。 2）每种元素材料的标识X线波长固定不变。 （靶原子内部能级固定） 3）强度极大，波长范围小，尖峰，可得“单色” X 线，用于物质结构分析。;标识X线的特点;不同管电压下辐射X线的比例; 需要强调的是，不仅高能电子的轰击可以引发标识辐射，原子在受到能量足够高的其它类型射线(如X射线、?射线等电离辐射)轰击时，同样能够产生标识辐射。;小结;2.3.2 X射线管的效率;X射线管的效率;轫致辐射发生的效率;X 线发生的效率;2.3.3 X射线的滤过;典型X射线管存在的固有滤过;Fig.3-9 X Ray emission spectra ;X射线的量与质;注意一个常识;2.4、 X 射线管