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第四章 X射线;1、X射线管 X射线管是X射线 发生装置的核心。发 生X射线应具有两个基本条件： 高速电子流和适当的阻挡电子 流运动的障碍物----靶。当高速 电子流轰击靶而受阻时，就有 部分电子动能转变为X射线能量。;有高压电源，一般为几万到几十万伏。 当阴极有电流流过时，温度升高，电子 因受热从阴极发射出来，阴极电流越大， 温度就越高，单位时间从阴极发射的电子也越多 这些电子受到两极间高压电场的作用而加速，形 成高速电子流飞向阳极并连续不断的轰击阳极靶。 当这些高速电子突然被靶阻止时，就有部分能量 转变为辐射线向四周辐射，辐射出来的射线就是 X射线，同时产生大量的热。 加在两极间的直流高压电称为管电压，用千 伏计测量。X射线管内两极间形成的电流称为管 电流，用毫安计测量。;三、X射线的强度和硬度; 增加管电流，可以增加电子流的数 量，轰击靶子的的高速电子数目就越多， 由靶发射的X射线光子的数目就越多。即 增加了公式中的N的值。因此，强度I增加，所以 增加管电流，可以使X射线强度增加。通常是在管电压保持一定的条件下，调节管电流来控制X射线的辐射强度。在临床上用管电流的毫安数来表示X射线的强度，称为毫安率。如果要估算在一段时间内X射线的总辐射能量，通常用管电流的毫安数与辐射时间的积来计算总辐射能量，称为毫安秒(mA·s)。它等于X射线管中的电子流总电量的毫库仑数。人体进行X射线诊断和治疗时，必须严格考虑照射量的毫库仑数。;2、X射线的硬度 X射线的硬度是指X射线对物质的贯 穿本领。对一定的吸收物质，X射线被 吸收得越少，贯穿的量越多，X射线就越硬，或 说X射线硬度越大，X射线的硬度只决定于每个 光子能量的大小而和光子的数量无关。增加管电 压，电子到达阳极靶时具有的速度或说动能就越 大，就会有更多的能量转化为X射线光子的能量， 产生X射线的波长也越短，贯穿本领就强，X射线 的硬度就越大，医学上 习惯用管电压来间接表示 X射线的硬度，称为千伏率。;第二节 X射线谱;面的几条明显的谱线K? 、L?、L?、L?就 是标识谱，相应的X射线称为标识X射线 其波长与靶的物质有关。;因此每个电子失去的动能??也各不相 同，所以得到的 X 射线的波长也各不 相同，便产生了连续X射线。 在X射线管的管电压较低时，发射的是连续 X射线。如图是钨靶在四种较低电压下得到的连 续谱强度分布曲线。由图中可以看出，随着波长 向短波方向的变化，X射线的强度逐渐上升。当 波长降到某一值时，强度达到最大值，之后波再 减小时强度很快下降为零，与强 度为零相对应的波长是连续 X谱 中的最短波长，或称为短波极限， 用?min表示，在图中还可以看出， 管电压增大时，各个波长的强度;都随之增加(纵向看)，各条曲线均上移， 而且强度最大值所对应的波长和短波极 限都向短波方向移动。 设管电压为U，电子的电量为e，则电子在加 速电场中获得的动能等于电场对它所做的功eU(即 电子到达靶时的动能)。如果电子被阻停时其全部 动能转换成辐射线，则此时发射的一个X射线光子 的能量就等于电子的全部动能，即光子的最大能 量，用h?max表示(?max是与?min对应的最高频率)， 则有： h?max=eU 由于?=c/ ? (c为光速)，即?max=c/ ?min;上式表明，最短波长与管电压成反比，而与靶的 物质种类无关，管电压U增大，则最短波长?min变 短。而当U不变时，不同物质做成的靶产生的X 射线的?min均相等。 将h=6.62?10-34J·s，e=1.60?10-19C，c=3?108ms-1代 入，则有;2、标识X射线 如图，是钨在较高电压下的X射线谱。 当管电压增加到100kV以上时，连续 谱上出现了4个高峰，代表4条不同的谱线。管电 压增高时，X射线的强度增加，最短波长向左移 动，但4条谱线的位置(即波长)始终不变，这样谱 是呈线状谱，具有特定的波长，由靶的材料决定， 每种元素有一套特定波长的线状谱，成为这种元 素特有的标识，故称为标识谱，相应的射线称为 标识X射线。各元素的标识谱有相似的结构：波长 最短的为K线系，可观察到3条谱线K?、K?、K?； 波长长一些，谱线也多的是L线系；波长更多的还