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《放射物理与防护》习题 第三章 X线的产生 1、X线是 1895年11月德国物理学家伦琴 发现的。 2、X线的本质是 电磁辐射(电磁波) ，频率 高 、能量 大 、具有 波粒二象 性，X线在传播时突出表现为 波动 性，在与物质作用时突出表现为 粒子 性。 3、X线的基本特性有 不带电 、 穿透能力 、 荧光作用 、 电离作用 、 热作用 、 感光作用 、 生物效应 ；X线透视时主要运用X线的 穿透能力 和 荧光作用 特性；X线摄影时主要运用X线的 穿透能力 和 感光作用 特性；X线治疗时主要运用X线的 穿透能力 、 电离作用 和 生物效应 特性。 4、X线的穿透本领的强弱取决于 X线能量 、 物质密度 和 原子序数 等因素；X线的能量大小由 频率 决定。 5、电离作用分 直接 电离和 间接 电离，X线的电离作用属于 直接 电离。 6、X线的产生条件 电子源 、 高速电子流(高压、高真空) 、 阳极靶面 。 7、医用X线机分为 诊断机 和 治疗机 两大类；X线机由 X线发生装置 和 辅助装置 组成；X线发生装置包括 X线管 、 高压发生器 和 控制装置 三部分； 8、X线管由 阴极 、 阳极 和 管壳 等部件组成；X线管的焦点分 单焦点 和 双焦点(大小焦点) ；通常习惯按阳极是否转动将X线管分为 固定阳极 和 旋转阳极 。 9、管电流：阴极灯丝加热至一定温度时，释放出 电子 ，在 管电压 的作用下，加速飞向 阳极 ，形成管电流；管电流的单位 毫安(mA) 。 10、阳极的作用是 接受高速电子的撞击产生X线 ，阳极产生X线的效率 极低(1%) ，大部分电能转变为热能。 11、X线管的玻璃管壳的作用是 保持高真空条件、支撑作用 。 12、X线是在 高速电子与物质作用损失能量 过程中产生中，在此过程中的能量损失包括 碰撞损失 和 辐射损失 ；高速电子与原子外层电子作用属 碰撞 损失，能量转换成为 热能 ，与内层电子或原子核作用属 辐射 损失，能量转换成为 X线能 。 13、根据X线光谱可分为 连续 X线和 特征 X线；与原子核作用产生的是 连续 X线，与内层电子作用产生的是 特征 X线。 14、连续X线的最短波长由 管电压(峰值) 决定，影响连续X线的因素有 管电压(kV) 、 管电流(mA) 和 原子序数(Z) 。 15、产生特征X线的条件是 高速电子的能量大于电子的结合能 ，影响特征X线的因素有 原子序数(Z) 、 管电压(kV) 和 管电流(mA) 。 16、X线的量是指 X光子的数目 ，在实际工作中常用 管电流与曝光时间的乘积(mA·s) 来反映。 17、X线的质是指 X光子的能量(硬度) ，直接决定X线的 穿透 能力，在实际工作中常用 管电压(kV) 来衡量。 18、影响X线量的因数有 管电压(kV) 、 管电流(mA) 和 原子序数(Z) ；影响X线质的因数有 管电压(kV) 、 整流方式 和 过滤情况 ，但特征X线的质只与 原子结构(原子序数) 有关。 19、X线的产生效率是指X线机将 电能 转换成 X线能 的比值，一般X线机产生X线的效率 极低(1%) ，与 管电压(kV) 和 原子序数(Z) 成正比，并且X线的利用率 低(10%) 。 20、阳极效应：厚靶阳极产生的X线强度分布上的特点是 靠近阳极侧X线衰减大，强度小 ；解决办法有 组织密度大、厚度大的物质体靠近阴极侧摄影 、 使用中心线附近较均匀的X线 。 第四章 X射线与物质的相互作用 1、X线通过物质时，小部分 直接透过 ，大部分被 吸收和散射 ，最终造成 生物损伤 。 2、光电效应是 X光子与原子的内层电子 的作用过程，其实质是物质吸收X线使其产生 电离 的过程。 3、光电效应过程：X光子与原子一个 内层电子 相互作用，能量 被全部吸收 ，电子摆脱原子束缚自由运动成为 光电子 ，原子变为 正离子 ，原子处于 激发 态，外层电子跃入填充，同时放出 特征X线，若此X线又击出外层电子，成为 俄歇电子 。 4、光电效应的发生几率与 原子序数 、 光子能量 和 边界限吸收 有关。 5、光电效应对于诊断放射学而言，有利方面有 不产生散射线 、 增加影像对比度 ；有害方面有 增大人体吸收剂量 ，为此可采用 高千伏摄影 技术达到降低剂量的目的。 6、康普顿效应又称 康普顿散射 ，其产生过程为：入射光子与原子中的一个 内层电子 相互作用，光子将 部分能量 传递给它，使其脱离原子射出，成为 反冲电子 ，同时，入射光子能量降低，偏离方向后射出，成为 散射光子 。 7、康普顿效应的条件是 hvW ；其发生几率受 原子序数 和 光子能量 的影响。当入射光子的能量等于或稍大于电子的结合能时， 光电 效应最可能发生；当入射光子的能量远大于电子的结合能时， 光电 效应降低， 康普顿 效应