放射防護(hù)線與物質(zhì)的相互作用-資料下載頁
2025-06-18 07:26本頁面
【正文】 的表現(xiàn)是骨骼與軟組織的對(duì)比度下降。 64 ?既然康普頓效應(yīng)涉及的是吸收物質(zhì)中的自由電子，那么康普頓效應(yīng)發(fā)生的概率與原子序數(shù) Z無關(guān)，僅與物質(zhì)的每克電子數(shù)相關(guān)。 ?由于所有物質(zhì)的每克電子數(shù) ( )均十分接近 （氫除外），故所有物質(zhì)康普頓質(zhì)量衰減系數(shù)幾乎相同。 ZAN065 物質(zhì) 密度 (kf/m3) 有效原子序數(shù) ρ e( 1023電子數(shù) /g) 氫 8988 105 1 碳 2250 6 氧 8 鋁 103 13 鉛 104 82 空氣 水 1 103 肌肉 103 脂肪 102 骨 103 66 5. 診斷放射學(xué)中的康普頓效應(yīng) ?康普頓效應(yīng)中產(chǎn)生的散射線是輻射防護(hù)中必須引起注意的問題。 ?在 X射線診斷中，從受檢者身上產(chǎn)生的散射線其能量與原射線相差很少，并且散射線比較對(duì)稱地分布在整個(gè)空間，這個(gè)事實(shí)必須引起醫(yī)生和技術(shù)人員的重視，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施。 ?另外，散射線增加了照片的灰霧，降低了影像的對(duì)比度，但與光電效應(yīng)相比受檢者的劑量較低。 67 ?康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)都為光的粒子性提供了令人信服的證據(jù)。 ?然而，康普頓效應(yīng)比光電效應(yīng)更前進(jìn)了一步，因?yàn)樵诮忉尶灯疹D效應(yīng)時(shí)不但要考慮能量守恒，還要考慮動(dòng)量守恒。 ?這個(gè)效應(yīng)既說明了光的粒子性，也必須承認(rèn)光的波動(dòng)性，由此它為光的波粒二象性及德布羅意物質(zhì)波假說提供了更完全的證據(jù)。 ?康普頓效應(yīng)宣布于 1923年，確證于 1926年，1927年即獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，說明這一成果影響之大，有人甚至把康普頓效應(yīng)看成是物理學(xué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)之一。 68 三、電子對(duì)效應(yīng) 69 70 三、電子對(duì)效應(yīng) ?概念： 在原子核場(chǎng)或原子的電子場(chǎng)中，一個(gè)入射光子突然消失而轉(zhuǎn)化為一對(duì)正、負(fù)電子。 ?正電子與電子的質(zhì)量相等，所帶電量相等，性質(zhì)相反。正電子與電子一樣，在物質(zhì)中由于電離或激發(fā)逐漸耗盡其動(dòng)能。 ?慢化的正電子 在停止前的一剎那，很快與物質(zhì)中的自由電子復(fù)合，隨即向相反方面射出兩個(gè)能量各為 MeV的光子，這個(gè)現(xiàn)象稱為 湮滅 (annihilation)輻射 。 71 三、電子對(duì)效應(yīng) ?原子核場(chǎng)中產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)時(shí)，入射光子的能量h≥2m 0c2(2m0c2= MeV)。原子的電子場(chǎng)中，入射光子的能量 h≥4m 0c2(4m0c2＝ MeV)。 ?電子對(duì)效應(yīng)在原子核場(chǎng)中發(fā)生的幾率，遠(yuǎn)大于在電子場(chǎng)中發(fā)生的幾率。 ?設(shè) ε +、 ε 分別表示正、負(fù)電子的動(dòng)能，得： hν ＝ 2m0c2＋ ε +＋ ε ?式中正、負(fù)電子的動(dòng)能不一定相等，其能量是從0到最大值為 E＝ hν － 2mc2的 連續(xù)能譜 。 72 三、電子對(duì)效應(yīng) ?若 X射線光子通過單位距離的吸收物質(zhì)時(shí)，因電子對(duì)效應(yīng)而導(dǎo)致的衰減稱為電子對(duì)線性衰減系數(shù)，用符號(hào)“ μp”表示；而電子對(duì)質(zhì)量衰減系數(shù)，用符號(hào)“ μp/ρ”表示。 ?實(shí)驗(yàn)證明，電子對(duì)質(zhì)量衰減系數(shù)與原子序數(shù)和光子能量的關(guān)系可表示為： 22 cmhe?? ??? Zhp ?22 cmhe??? )ln ( ??? hZp ? 73 三、電子對(duì)效應(yīng) ?電子對(duì)質(zhì)量衰減系數(shù)與原子序數(shù)成正比；當(dāng)能量較低時(shí)，隨 X射線光子能量線性增加；高能時(shí)，隨 X射線光子能量的變化逐漸變慢。 74 相干散射 ? 相干散射也稱為經(jīng)典散射或瑞利散射。 ? 入射光子和束縛較牢固的內(nèi)殼層軌道電子發(fā)生彈性散射。 ? 在此過程中，一個(gè)束縛電子吸收入射光子躍遷到高能級(jí)，隨即又放出一個(gè)能量約等于入射光子能量的散射光子，但傳播方向發(fā)生改變。實(shí)際上就是 x線的折射。 ? 相干散射是 X射線光子與物質(zhì)相互作用中唯一 不產(chǎn)生電離的過程。 ? 在整個(gè)診斷 X射線的能量范圍內(nèi)都有相干散射產(chǎn)生，不過所占比例很小，對(duì)輻射屏蔽的影響不大，但在總的衰減系數(shù)計(jì)算中要考慮相干散射的貢獻(xiàn)。 75 光核反應(yīng) ? 所謂光核反應(yīng)，就是光子與原子核作用而發(fā)生的核反應(yīng)。 ? 這是一個(gè)光子從原子核內(nèi)擊出數(shù)量不等的中子、質(zhì)子和 γ光子的作用過程。 ? 對(duì)不同物質(zhì)只有當(dāng)光子能量大于該物質(zhì)發(fā)生核反應(yīng)的閾能時(shí)，光核反應(yīng)才會(huì)發(fā)生。其發(fā)生率不足主要作用過程的 5%。 ? 因此，從入射光子能量被物質(zhì)所吸收的角度考慮，光核反應(yīng)并不重要。 ? 但應(yīng)注意到，某些核素在進(jìn)行光核反應(yīng)時(shí)，不但產(chǎn)生中子，而且反映的產(chǎn)物是放射性核素。 ? 光核反應(yīng)在診斷 X射線能量范圍內(nèi)不可能發(fā)生。在醫(yī)用電子加速器等高能射線的放療中發(fā)生率也很低。
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