辐射与物质的相互作用-课件.pptVIP

C、诊断放射学中X线的衰减 (1)、人体的构成元素和组织密度 人体内除少量的钙、磷等中等原子序数物质外，其余全由低原子序数物质组成。人体吸收X线最多的是由Ca3(PO4)2组成的门牙，吸收X线最少的是充满气体的肺。 4. X (γ)射线在物质中的衰减 C、诊断放射学中X线的衰减 有效原子序数：在相同照射条件下,1kg复杂物质与1kg单质吸收辐射能相同时单质的原子序数。 ai为第i种元素在单位体积中电子数的占有比率, Zi为第i种元素的原子序数。如水中: 氧的电子数比率 2.68:3.34，氢的电子数比率0.66:3.34。氧、氢的原子序数分别为8和1，所以 4. X (γ)射线在物质中的衰减 C、诊断放射学中X线的衰减 有效原子序数的近似公式为 ai为第i种元素原子在分子中的原子个数，Zi为第i种元素的原子序数。如水中：氧原子个数为1，氢原子个数为2，所以占有人体大部分成分的水有效原子序数为 4. X (γ)射线在物质中的衰减 C、诊断放射学中X线的衰减 (2)、X线通过人体的衰减规律 人体各组织器官X线的衰减各异，一般按骨骼、肌肉、脂肪和空气的顺序由大到小排列。而随管电压(hf)增加衰减减小。 以光电效应吸收为主 4. X (γ)射线在物质中的衰减 C、诊断放射学中X线的衰减 以手部拍片为例，说明X线在人体不同组织中的衰减差别及与管电压的关系。用40kV拍片 骨 肌肉 而用150kV拍片 骨 肌肉 衰减差别大，形成高对比度 4. X (γ)射线在物质中的衰减 (2)、X线通过人体的衰减规律 * * 辐射与物质的相互作用 § 1、辐射与物质的作用类型及能量损失 § 2、电离辐射的生物学作用 § 3、生物靶的调节作用 § 4、影响电离辐射作用的主要因素 §1. 辐射与物质的作 用类型及能量损失 A.辐射与物质作用的种类 一. X（γ）射线与物质的作用 二. β 射线与物质的作用 三. α 射线与物质的作用 四. 中子与物质的作用 五. 带电重粒子与物质的作用 一.X (γ)射线与物质的相互作用 Ⅰ. 光电效应 Ⅱ. 康普顿效应 + + e e hf hf hf ’ Ⅲ. 电子对效应 + hf Ze e- e+ 1、 X 线与物质相互作用的过程 (1).光电效应特征 放出光电子的原子变成正离子并处于激发态；外层电子向内层填充产生特征X线;特征线离开原子前又击出外层(俄歇)电子. 光电子、正离子、特征X光子、俄歇电子 光电效应的次级粒子 Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用） (2). 光电效应的发生几率 a. 原子序数的影响 光电效应几率?Z4 内层比外层发生几率大4~5倍 但必须大于结合能 c. 原子边界限吸收的影响 b. 入射光子能量的影响 光电效应几率 防护材料选取的依据 L限 K限 吸收限 吸收限 光子能量 光电质量衰减系数 Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用） (3). 光电子的角分布 光电子的角分布与入射X光子能量有关 能量低 — 大角度分散 能量高 — 小角度集中 （电离方向） Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用） (4). 放射诊断学中的光电效应 a. 优点 提高成像质量 b. 缺点 入射X线通过光电效应几乎全部被人 放疗时增加对肿瘤组织的剂量 因光电转换减少散射线，故减少照片灰雾 利用造影剂可增加对比度 Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用） 体吸收，增加了受检者的剂量，对人体有负面作用。 (1). 康普顿效应的发生几率 原子序数的影响 康普顿效应几率 ? Z/A 除氢元素外，大多数材料具有相同的Z/A b. 入射光子能量的影响 康普顿效应几率 Ⅱ.康普顿效应(与原子外层电子作用） Crystal grating X-Ray ?o ?（ ?o）康普顿 散射波长 ? spectra ?o : 入射波长 波长 (2). 散射光子的波长 ? ? hfo X Y hf 考虑： Compton wavelength electron (3).散射光子和反冲电子的角分布 散射光子能量 反冲电子动能 散射角与反冲角关系 (3).散射光子和反冲电子的角分布 注: 康普顿效应的散射线，是X线检查中最大的散射线来源,且充满整个检查室空间。必须引起工作人员和防护人员的重视,并采取防护措施. 效应发生几率 Ⅲ. 电子对效应 A. 相干散射 2、X线与物质作用的其他过程 射线与物质相互作用而产生干涉(衍射)的散射过程叫相干散射。比如X线对年晶体衍射产生的劳厄斑就是相干散射现象. 相干散