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1、第二章-放射物理基礎(chǔ)七、x線產(chǎn)生效率x線管中產(chǎn)生的x線能與加速電子所消耗電能的比值。η=K*Z*KVx線的產(chǎn)生效率不足1%,利用率不足10%。八、x線強度空間分布輻射強度空間分布(輻射場的角分布)取決于入射電子的能量、靶物質(zhì)、靶厚度等因素。1、厚靶物質(zhì)x線強度的空間分布:陽極效應(yīng)(足跟效應(yīng))3、x線機周圍劑量場的分布第二節(jié)x線與物質(zhì)的相互作用x線光子能量大,在一次作用中,就可以損失大部分或全部能量。與原子相互作用??膳c某電子作用,形成高速電子和散射線,產(chǎn)生化學(xué)變化和生物損傷,還可產(chǎn)生軔致輻射。電離輻射(帶電粒子和非帶電粒子),初級電離,次級電離。激發(fā)。x線
2、的生物效應(yīng)實際是次級電子所產(chǎn)生的生物效應(yīng)。x線在物質(zhì)中作用的結(jié)果可發(fā)生光子的吸收、彈性散射和非彈性散射。主要發(fā)生康普頓散射、光電效應(yīng)和電子對效應(yīng)損失能量。一、光電效應(yīng)1、光電效應(yīng):也稱光電吸收光子與內(nèi)層電子相互作用,將全部能量交給電子,獲得能量的電子擺脫原子核的束縛成為自由電子(光電子),而光子本身被原子吸收。外層電子躍遷,產(chǎn)生特征x線,特征x線離開原子前,擊脫外層電子,稱為俄歇電子。光電效應(yīng)實質(zhì)是物質(zhì)吸收x線使其產(chǎn)生電離過程,此過程產(chǎn)生的次級粒子有:①負(fù)離子(光電子、俄歇電子);②正離子(丟失電子的原子);③特征輻射。2、光電效應(yīng)發(fā)生概率(3個因素)(1
3、)物質(zhì)原子序數(shù)Z的影響:與Z的四次方成正比;軌道電子與原子核結(jié)合得越緊密越容易發(fā)生光電效應(yīng)。主要發(fā)生在K層電子(80%)。(2)入射光子能量的影響:入射光子能量必須大于或等于軌道電子結(jié)合能。光電效應(yīng)發(fā)生概率與入射光子能量的三次方成反比。(3)原子邊界限吸收的影響:吸收限;邊界吸收。對防護(hù)材料的選取,復(fù)合材料的配方及陽性對比劑的制備等有意義。3、光電效應(yīng)中的特征輻射與x線產(chǎn)生中的特征輻射意思完全一樣。碘(32.3kv)和鋇(37.4kv)產(chǎn)生的特征輻射能量較高,能穿透人體產(chǎn)生灰霧。人體產(chǎn)生的光電效應(yīng)的特征輻射被組織全部吸收。4、光電子的角分布能量低呈90°射
4、出的概率大,能量高則逐漸傾向前方。5、診斷放射學(xué)中的光電效應(yīng)①不產(chǎn)生散射線,減少膠片中的灰霧;②增強人體不同組織的對比度③患者接受較多x線劑量。(高千伏攝影)二、康普頓散射1、康普頓效應(yīng)(康普頓散射)射線光子能量被部分吸收而產(chǎn)生散射線的過程,也稱康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)。產(chǎn)生反沖電子??灯疹D-吳有訓(xùn)效應(yīng)2、康普頓效應(yīng)發(fā)生概率δm=c1*N0/A*Z*λ=c2/A*Z*λ(1)物質(zhì)的原子序數(shù)(2)入射光子能量:與入射x線波長成正比,即與入射光子能量成反比。3、反沖電子及散射光子在康普頓散射中,散射光子保留了大部分能量。小角度的散射線保留了大部分能量,達(dá)到膠片產(chǎn)生灰
5、霧減低照片的質(zhì)量。4、散射光子和反沖電子的角分布5、診斷放射中的康普頓效應(yīng)防護(hù)問題;增加照片的灰霧,降低了對比度;受檢者吸收輻射劑量較光電效應(yīng)低。三、電子對效應(yīng)四、其他作用五、在診斷放射中各種作用發(fā)生的概率20~100KV診斷用x線能量范圍內(nèi),只有光電效應(yīng)和康普頓散射是重要的。第三節(jié)x線的衰減規(guī)律一、距離引起的衰減平方反比法則。二、物質(zhì)引起的衰減規(guī)律x線通過物質(zhì)時,與構(gòu)成物質(zhì)的原子發(fā)生相互作用而產(chǎn)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和相干散射等,由于散射和吸收使x線強度衰減,稱物質(zhì)所致的衰減。與吸收物質(zhì)的性質(zhì)和厚度有關(guān),還取決于輻射自身的性質(zhì)。進(jìn)行x線攝影、透視、造
6、影檢查、CT檢查和放射治療及屏蔽防護(hù)設(shè)計的依據(jù)。(一)單能窄束x線的衰減規(guī)律1、單能窄束x線2、衰減規(guī)律I=I0*e-μd(二)寬束x線的衰減規(guī)律1、衰減規(guī)律I=B*I0*e-μd2、積累因子(三)連續(xù)x線的衰減規(guī)律1、衰減特點x線管的激發(fā)電壓與窗口處的濾過條件,是決定x線管所發(fā)射x線束線質(zhì)的重要條件。2、x線濾過濾過。濾過板。(1)固有濾過:從x線管陽極靶面到不可拆卸的濾過板之間濾過的總和。包括x線管的管壁、絕緣油、管套上的窗口和不可拆卸的濾過板。用鋁當(dāng)量(mmAl)表示。一般在0.5~2mmAl(2)附加濾過:x線離開窗口后,從不可拆卸的濾過板到被檢體
7、之間,包括用工具可拆卸的濾過板、選擇濾過板、遮線器等濾過的總和。①、材料的選擇:鋁和銅;特殊形狀(楔形和雙楔形);復(fù)合濾過板。②、厚度的選擇。國際建議:工作電壓小于50KV,總濾過0.5mmAl;電壓50~70KV,總濾過1.5mmAl,電壓大于70KV,總濾過2.5mmAl.兩者合稱總濾過。3)濾過板厚度對被檢者照射量的影響。4)濾過對照射條件的影響5)楔形或梯形濾過板三、x線通過人體的衰減規(guī)律x線影像是人體的不同組織對射線不同衰減的作用。x線在人體中主要是以光電效應(yīng)和康普頓散射兩種作用形式衰減。x線的穿透性與其波長有關(guān),還與物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)有關(guān)。不同組
8、織對x線衰減的程度不同,形成了x線影像的對比度。20kv時,以光電