X射线基本原理试题.ppt

连续辐射又称轫致辐射 a) 高速电子遇原子核受阻后,能量损失, 损失的动能以光子形式放出。 b) 电子作用核场区的深度不一样,受阻程度不一样,能量损失不一样，释放出光子的能量不一样，由此形成连续的射线谱。 连续X射线的产生原理 图4 连续X线产生原理 特征X线又称标识X线。 高速电子能大于原子内（K-）层电子的结合能时； a) 将K层电子击出，K层形成空穴； b) 外层电子跃迁回K层填补空穴，释放光子。 该跃迁以量子能级释放能量，量子能级仅取决于靶物质的原子序数，而与外加电压无关。 由此形成特征X线。 特征X射线的产生原理 图5 特征X线产生原理 I=KiZUn K=1.1X10-9~1.4X10-9 i:管电流 Z:靶材料原子序数 U:管电压 n:≈2 最大强度约在最短波长的1.5倍处。 平均能量为最大能量的1/3~1/2。 X射线的强度与平均能量 X射线的量与质 1．通常用X射线的强度表示X射线的量，即垂直于X射线传播方向 单位面积上、单位时间内通过的光子数量与能量乘积的总和 2．X射线的量即X光子的数目，可以用管电流mA与照射时间s的乘 积即mAs来反应 3．一定管电压下，管电流越大，单位时间撞击阳极靶面的电子数 越多，激发的X线光子正比增加；照射时间长，X线量正比增大 4．X射线的质又称线质，仅与光子能量有关，表示X射线的硬度， 即穿透物质的能力，通常以管电压（kV值）近似描述 5．管电压对阴极电子加速，使其获得足够能量撞击阳极靶面，管 电压越高，撞击能量越大，激发的X射线光子强度越高，穿透能 力越大 η=KZU 约99%都转变成热能 出射X射线不足阳极靶面产生X射线的10%,利用率很低 高原子序数的材料/高熔点的材料 恒定的高压 X射线的产生效率 X射线/光子/电磁波？ 单色/单能X射线？ 连续X线与靶物质/管电压？ 特征X线与靶物质/管电压？ X射线机/X光机? 问题思考 3 X射线与物质的作用及成像 光电效应(吸收效应) - X射线光子与原子内层电子作用,被原子吸收,内层电子摆脱原子成为自由电子的过程 - 发生几率与光子能量的3次方成反比 - 低kV摄影或采用造影剂时,光电效应居主,产生好的对比度,但组织吸收X射线多 光电效应 康普顿效应(散射效应) - X射线光子与原子外层电子作用,改变频率和角度散射出去,外层电子摆脱原子成为自由电子的过程 - 高kV摄影时,康普顿效应居主, 组织吸收X射线少,但散射线多,既影响影像,又为防护提出了较高要求 康普顿效应 真空状态的衰减规律： 射线强度的衰减与距离的平方成反比 窄束X线的衰减规律：I=I0e-ux 射线强度的衰减与物质的密度、厚度成指数衰减关系 宽束X线的衰减规律：I=BI0e-ux 主要考虑散射线的影响，在窄束衰减规律基础上引入修正因子 连续X线 - 随吸收物质厚度的增加,强度衰减,能谱变窄,向高能转移 - 采用滤过,改变射线能谱,吸收低能射线,保护患者 X射线的衰减 X射线的滤过 X线滤过 - 固有滤过 - 附加滤过 散射线的抑制和消除 X线管发射的原发X射线进入机体后的两种情况 1、透射 ——即X射线穿过人体，将其部分能量消耗在体内，使其本身的能量衰减，这种衰减了的原发X射线含有人体组织密度信息，是X线摄影成像时要充分利用的 2、散射 ——即X射线和人体组织发生康普顿效应改变方向，任意方向的散射线不能产生与人体解剖形态有关的影响密度，仅增加灰雾度，导致影像的对比度下降 滤线栅板是用于滤除摄影时人体产生的散射线的有效部件 散射线的抑制和消除 图6散射线 图7 滤线栅 影像获取系统 X-ray 可见光 X射线成像 滤过 荧光 感光 光电转换 反射 滤线栅 图9 X射线成像 图8 可见光成像 X射线成像正是由于人体组织对X射线的透过性(衰减)不同,而形成的对比信息在胶片上,完全透过呈黑色,完全不透过呈白色 图10 X射线图象 高对比摄影？低kV，骨骼，对比剂，光电效应，人体吸收 高kV摄影？短时间，矽肺，康普顿效应 乳腺摄影？软射线，高对比，高分辨，光电效应 问题思考 4 X射线的防护 伦琴：德国 居里夫妇：法国 钋（PO） 贝克勒尔：法国 汤姆生：法国 卢瑟福：原子、核物理 1 1895年，物理学家伦琴在探索阴极射线本性的研究中，意外发现了X光。X光的发现，不仅揭开了物理学革命的序幕，也给医疗保健事业带来了新的希望。伦琴因此成为第一个诺贝尔物理学奖得主。X射线的发现是人类揭开研究微观世界序幕的“三大发现”之一。 x射线的发现、放射