x射線物理ppt課件-展示頁
2025-05-14 18:34本頁面
【正文】 X射線的最低激發(fā)電壓 U必須滿足 ? W為脫出能。 不同靶材料的輻射光子的能量和波長也不同。標識 X射線與 X射線管的管電流無關(guān)。每條曲線都有一個峰值；曲線在波長增加的方向上都無限延伸，但強度越來越弱；在波長減小的方向上，曲線都存在一個稱為短波極限波長的極限值。 保持管電流不變，將管電壓從 20kV增加到 50kV時，測量各波段的相對強度而繪成的連續(xù) X射線譜。 連續(xù)放射：又稱韌致輻射 是 高速電子流撞擊陽極靶面時，與靶物質(zhì)的原子核相互作用而產(chǎn)生的、連續(xù)波長的 X射線 (連續(xù) X射線 )的過程 。 電子與靶原子因碰撞而損失能量的過程就是能量轉(zhuǎn)換的過程。 碰撞損失只涉及原子的外層電子，這部分能量將全部變?yōu)闊?。如一個動能為 1MeV的高速電子在被阻止前會遭受 1萬次的碰撞，每一次碰撞電子不僅要損失部分能量還會改變運動方向。 高速電子帶負電荷，在物質(zhì)中主要與原子核的正電場及軌道電子的負電場作用。 ③適當?shù)陌形镔|(zhì)：特定材料制成的、能經(jīng)受高速電子流撞擊的陽極靶面。 X射線產(chǎn)生條件 產(chǎn)生 X射線需具備以下三個條件： ①電子源：根據(jù)實際情況提供足夠數(shù)量的電子。目前， X射線已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷和治療、工業(yè)探傷、民用安全檢查、物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析等領(lǐng)域。 X射線的發(fā)現(xiàn)為自然科學(xué)開辟了一條嶄新的道路，倫琴榮獲了 1901年度首屆諾貝爾物理學(xué)獎。倫琴在德國沃茲堡大學(xué)實驗室用克魯克斯管研究高真空下放電現(xiàn)象時，卻發(fā)現(xiàn)距克魯克斯管約 1米遠處的一塊氰亞鉑酸鋇紙屏風(fēng)上發(fā)出了熒光，倫琴認定克魯克斯管中發(fā)出了一種能夠穿透某些物質(zhì)而又看不見的射線，進一步的試驗，用書本、木板等都遮不住這種射線，更甚者，當倫琴用手去拿那塊紙屏風(fēng)時，竟在紙屏風(fēng)上看到了自己手骨的影像。 趙英紅 徐州醫(yī)學(xué)院 影像技術(shù)學(xué)教研室 13641549054 醫(yī)學(xué)影像物理學(xué) X射線的發(fā)現(xiàn) 1895年 11月 8日，德國物理學(xué)家威廉 康拉德 第一章 X射線物理 當時不甚了解其性質(zhì)，故用了數(shù)學(xué)上的未知數(shù)“ X‖表示，稱為 “ X射線 ” （ Xray），簡稱 X射線或 X光，又稱 “ 倫琴射線 ” 。 1895年 12月 28日倫琴寫出了他的第一篇關(guān)于 X射線的論文，發(fā)表后立即引起了人們極大的興趣。 世界上第一張 X射線照片→ 哪一張是真的？ 一、 X射線的產(chǎn)生 1. X射線產(chǎn)生條件 在高真空管內(nèi)高速行進成束的電子流撞擊陽極靶 (鎢、鉬等 )時與原子核或內(nèi)層電子相互作用而產(chǎn)生 X射線，即高速電子流和靶物質(zhì)相互作用的結(jié)果產(chǎn)生 X射線。 ②高速電子流：在高真空管內(nèi)施加高電壓的電場使電子獲得足夠的動能。 二、 X射線產(chǎn)生機制 1. 電子與物質(zhì)相互作用 高速電子與靶物質(zhì)作用的過程較復(fù)雜。當高速電子穿過物質(zhì)時幾乎會與相遇的每個原子發(fā)生作用，作用很頻繁。 電子在碰撞過程中的能量損失分為碰撞損失和輻射損失。 輻射損失涉及內(nèi)層電子和原子核。 輻射電離熱 EEEE ???輻射電離熱 EEEE ??? 輻射電離熱 EEEE ??? X射線 X射線管發(fā)出的 X射線是由連續(xù) X射線和標識 X射線兩部分組成的混合射線。 + 連續(xù) X射線 陰極電子撞擊陽極靶面的動能取決于管電壓的大小，管電壓越高，陰極電子獲得的動能就越大，由于單位時間內(nèi)大量能量不等的電子同時撞擊靶面，與靶原子相互作用中損失的能量各不相同，因而發(fā)出的 X射線光子的能量也互不相同，大量的 X射線光子組成了具有頻率連續(xù)的 X射線發(fā)射譜。 鎢靶在較低管電壓下的連續(xù) X射線譜圖 連續(xù)譜的 X射線強度是隨波長的變化而連續(xù)變化的。 ? 連續(xù) X射線的最短波長 λ min： 光子能量的最大極限 hυ max等于入射電子在 X射線管加速電場中所獲得的能量 eU，即 eUch ?m i n?eUh ?m ax?eUhc?m i n?Um i n ??? 左下式中， U的單位為 kV， λ min的單位為 nm ? 可見，連續(xù) X射線的最短波長只與管電壓有關(guān) 3 標識放射： 又稱特征輻射 不同的靶物質(zhì)發(fā)出的 X射線的波長不同，原子序數(shù)越高，產(chǎn)生的 X射線波長越短。 12 EEh ??? hυ 為特征 X光子能量 (即躍遷過程中釋放的能量 ) E2為躍遷前的能量 E1為躍遷后的能量 特征輻射 /標識輻射 標識 X射線的波長同陽極靶原子的結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系，僅取決于陽極靶物質(zhì)，與 X射線產(chǎn)生過程中的其它因素?zé)o關(guān)。每一種元素的標識 X射線的波長是固定不變的。 時， 為最低激發(fā)電壓，不同的激發(fā)電壓產(chǎn)生的標識 X射線量占總的 X射線量的比率是不同的。 ? 2）連續(xù)譜存在一最大的能量值，它取決于管電壓。 三、 X射線的基本特性 ? X射線的穿透作用 ? X射線的熒光作用 ? X射線的電離作用 ? X射線的熱作用 ? X射線的化學(xué)和生物效應(yīng) 按人體組織對 X射線透射性能的不同分為三類： 易透性組織 中等透射物質(zhì) 不易透射性組織 易透性組織 中等透射物質(zhì) 不易透射性組織 氣體 結(jié)締組織 骨骼 肌肉組織 脂肪組織 軟骨 血液 熒光作用 當射線照射某種物質(zhì)時，能夠發(fā)出熒光，具有這種光特性的物質(zhì)稱為 熒光物質(zhì) 。 X射線熒光作用的應(yīng)用： ? X射線透視熒光屏、增感屏、影像增強器、閃爍計數(shù)器等。 ? X射線電離作用的應(yīng)用： ? X射線
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