X射线的产生与剂量重点.ppt

西安交通大学生命科学与技术学院 西安交通大学生命科学与技术学院 概述 X射线的发现 1876年，物理学家希托夫观察到真空管中的阴极发出的射线。当这些射线遇到玻璃管壁会产生荧光。这种射线被命名为阴极射线 随后，英国物理学家克鲁克斯研究稀有气体里的能量释放，并且制造了克鲁克斯管。这是一种玻璃真空管，内有可以产生高电压的电极。他还发现，当将未曝光的相片底片靠近这种管时，一些部分被感光了，但是他没有继续研究这一现象。 1887年4月，尼古拉·特斯拉开始使用自己设计的高电压真空管与克鲁克斯管研究X光。他发明了单电极X光管，在其中电子穿过物质，发生了现在叫做韧致辐射的效应，生成高能X光射线。 1892年特斯拉完成了这些实验，但是他并没有使用X光这个名字，而只是笼统称为放射能。他继续进行实验，并提醒科学界注意阴极射线对生物体的危害性，但他没有公开自己的实验成果。 1892年赫兹进行实验，提出阴极射线可以穿透非常薄的金属箔。赫兹的学生伦纳德进一步研究这一效应，对很多金属进行了实验。 亥姆霍兹则对光的电磁本性进行了数学推导。 1895年11月8日德国科学家伦琴开始进行阴极射线的研究。 发现过程： 伦琴也选用了克鲁克斯管重新进行阴极射线实验，目的是为了准确观察阴极射线的荧光作用。 1895年12月28日他完成了初步的实验报告“一种新的射线”。 他把这项成果发布在 维尔茨堡‘s Physical-Medical Society 杂志上。 为了表明这是一种新的射线，伦琴采用表示未知数的X来命名。很多科学家主张命名为伦琴射线，伦琴自己坚决反对，但是这一名称仍然有人使用。1901年伦琴获得第一个诺贝尔物理学奖。 Roentgens Rays Wilhem Conrad Roentgen Anna Bertha Roentgen (1845 - 1923) (1839 - 1919) Roentgens Rays Radiograph of the hand A Crookes tube of Mrs. Roentgen 1895年爱迪生研究了材料在X光照射下发出荧光的能力，发现钨酸钙最为明显。1896年3月爱迪生发明了荧光观察管，后来被用于医用X光的检验。 1906年物理学家贝克勒耳发现X射线能够被气体散射，并且每一种元素有其特征X谱线。他因此获得了1917年诺贝尔物理学奖。 伦琴发现X射线后仅仅几个月时间内，它就被应用于 医学影像。 1896年2月，苏格兰医生约翰·麦金泰尔在格拉斯哥皇家医院设立了世界上第一个放射科。 电离辐射的基本知识 电离与电离辐射 电离定义 将电子从基态激发到脱离原子，叫做电离。 由带电粒子与原子中的电子碰撞引起(直接电离）。 不带电的粒子（中子，光子）在引起核转变过程中产生出新的高能粒子,再由高能粒子与原子中的电子碰撞引起（间接电离）。 电离辐射 电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、γ射线。X射线和γ射线的性质大致相同，把它们统称为光子。 能量单位 电子伏特eV. 表示辐射能量单位普通用eV，即相当于１个电子在真空中通过电位差为１伏特的电场被加速所获得的动能。 -12 １ev=1.602*10 尔格（evg） “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 图2-1 X线球管结构示意图 X射线管 四要素 1、能发射电子的电子源 2、能加速电子的电场 3、能辐射X射线的靶物质 4、一个真空的环境 X 线在称为X线管的高真空玻璃球管中产生。 球管中有两个电极：一个由铂、钨或其它高熔点的重金属制成的阳极和一个阴极。 阴极端钨制灯丝通低电压，灯丝加热发射自由电子。 当在两个电极之间加上高压，从阴极到阳极的电子流（阴极射线）被加速，自由电子群在电场作用下高速向阳极端钨靶面运动，并撞击靶面，在撞击阳极时产生X光（X线）。 The structure of a X-ray tube 1）阴极（阴极体，灯丝，用于发射电子） 2）阳极：受电子轰击，产生辐射X线 3）电位差：加速电子，增加功能 4）真空（近似）球管：减少电子能量损 耗，保护灯丝不氧化 The structure of a X-ray tube 1. X射线管的阴极 阴极：灯丝发射电子