医学X射线影像设备-X线及其产生原理.pptxVIP

医学X射线影像设备-X线及其产生原理;X线的本质; X线的特性； X线与物质的相互作用;X线的产生机理；X线管结构与工作原理；；;; X线的波动性表现在具有干涉、衍射和偏振等波动特性；并以一定的波长和频率在空间传播；在真空中的传播速度与光速相同。X线的波长(λ)频率(ν)和波速(c)的关系为 λ=c/ν X线的粒子性主要表现为，以光子形式在辐射和吸收时具有能量、质量和动量。 E=h×ν E:光子能量 h：普郎克常数 mφ=E/c2;;X线的特性;X线的穿透作用;X线的电离作用;荧光作用;热作用;化学作用;化学作用;生物效应;X线与物质的相互作用;;光电效应;康普顿效应;产生条件;产生原理; 高速电子与靶原子相互作用存在以下四个物理过程。 ; 电离 原子外层价电子或内层电子在高速电子作用下完全脱离了原子轨道，使原子变成离子，这一过程称为电离。 高速电子的动能转化为以下三部分：一部分能量消耗在内、外层电子的脱出功，这部分能量见伴随着发射光学光谱（由外层电子轨道跃迁产生）和标识X射线（有内层电子轨道跃迁产生）以光能的形式释放出来；另一部分转化为二次电子（被击出的轨道电子）得动能；第三部分转化为出射电子的动能，出射电子以较低的能量，并改变方向射出，然后与其他原子或原子核发生作用……; 电离过程中向外发射的光谱有两种：一种是由于外层价电子脱离原子轨道，离子结合自由电子变为处于激发态的原子，再回到基态过程中发射出可见光普，另一种发射光谱是由于内层电子脱离轨道，使原子处于激发状态，通过内层电子的跃迁而辐射标识射线。 ; （二）激发  高速电子（或二次电子）撞击原子外层电子，由于作用较弱，不足以使其电离，仅将其推入高能级的空壳层，使原子处于激发状态，这种作用叫做激发。  入射电子的动能，一部分转化为方向改变、速度变小的出射电子的动能,另一部分是被原子吸收的激发能。处在激发态的原子将发射光学光谱。这部分光能最终导致固体分子热运动加快；温度上升，全部转化为热能。 ;（三）弹性散射 高速电子受原子核的作用而改变运动方向但是能量不变，称为弹性散射。这种作用没有光谱辐射，也没有能量损失。由于阳极靶内，物质的密度很高，散射的距离很短，高速电子将很快在改变的方向上与其他原子或原子核相遇，发生新的作用。 ; （四）轫致辐射 高速电子在原子核的电场作用下，速度突然变小时，它的一部分能量转变成电磁波发射出来， 这种情况叫做轫致辐射。 ; 在轫致辐射中，入射电子的能量一部分转化为辐射电磁波的能量hv,其波长在X线范围内，在医用X线中占有特别重要的地位；另一部分转化为出射电子的动能，出射电子的方向将发生改变。 轫致辐射的特点：（1）轫致辐射是在核电场作用下的一种能量转化形式。（2）轫致辐射所产生的X线是一束波长不等的连续光谱。;造成轫致辐射产生的X线是一束波长不等的连续光谱的原因（一）加在X线管两端的高压是脉动直流电压，使得到达阳极的各个高速电子的动能并不相同；（二）高速电子在进入核电场前通过电离或激发所失去的动能并不相同；（三）各个高速电子在原子核电场中被阻止的情形不一样，离核越近，受核电场组织作用越强，由动能转化为光能的部分能量越多，辐射X线的波长越短，反之波长就越长。;连续X线 1.连续谱线的最短波长 从强度分布曲线看出，每一种电压条件下连续谱线都有一个最短波长极限，且随电压的升高而变小。;中心波长 对应一定KV值的连续X线谱的强度是随波长的变化而连续变化，除在短波长方向上有一个最短波长极限外，每一条曲线都有一个强度最大值，在连续谱中最大强度所对应的波长叫中心波长。;位移规则 由连续X线谱看出，随着管电压升高，各种波长的强度均相应地增加,同时，各曲线所对应的强度最大值和最小波长均向短波方向移动，即最短波长和中心波长随管电压升高而向短波移动，这种现象称为连续X线谱的位移规则。 连续X线的总强度 X线强度的定义：X线强度是垂直于X线束的单位面积上，在单位数间内通过的光子数和每个光子能量的乘积。 经验公式 ： I=k1IZVV 式中 I为管电流；Z为靶面焦点材料原子序数；K1为常数。约等于1.1； 此式说明，X线强度分别与靶物质的