放射物理与防护全套课件ppt.ppt

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1、为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益放射物理与防护 Radiological Physics and Radiation Protection为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一章 物质结构一、原子的基本状况 目前已知的地球元素有107种，其中93种是地球上天然存在的，15种是人造元素。任何原子都是由小而致密的原子核和核外高速绕行的电子所组成的。一个原子就如同太阳系一样，它的核如同太阳，核外电子如同行星，沿一定轨道绕原子核旋转。原子

2、核带正电荷，核外电子带负电荷。在正常情况下，原子核所带正电荷量与核外电子所带负电荷量相等。因此整个原子对外呈现中性。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 原子的质量和体积都极其微小，一 个 氢 原 子 的 质 量 是1.673510-27 kg，较重的铀原子也只有3.951 10-25 kg。原子的直径为10-10 m数量级，如果把1亿个原子挨个排成一行，它的长度仅有lcm。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，

3、建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 原子核比原子还要小，核半径仅为原子半径的万分之一到十万分之一，原子核的几何截面积仅为原子的几千亿分之一。假设原子有一座10层楼那么大，原子核只有樱挑那么小。由此可见，原子内有一个相对来说很大的空间，核外电子就像几粒尘埃一样在这个庞大的空间里绕核旋转。由于原子的这种“空虚”性，一个高速电子或X线光子可以很容易地穿过许多原子后，才会与某个原子发生碰撞。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、原子核及核外轨道电子 原子核由质子和中

4、子所组成，通常又把质子和中子统称为核子。每个质子带1个单位的正电荷，中子不带电呈中性。因此，原子核所带电荷数由质子数决定。核电荷数用Z表示。即 核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数 其中X表示原子，A为质量数；Z为质子数(即原子序数)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)只要知道上述3个数中任意2个，就可推算出另1个的数值来。如钨原子核内有74个质子，质量数为184，则中子数为：N=A Z=184 74=110 碘的原子质量数为131，核内具有53个质子，则中子数为：N=A

5、 Z=131 53=78为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 核外轨道电子 核外电子按一定轨道高速绕核运行。通常每个轨道上只有一个电子，由于其运行受到多个参数的影响，故参数相近的电子近乎在同样的空间运行，这个容纳多个轨道的空间范围称为电子层。距原子核由近及远依次可分为K、L、M、N、O层。各层轨道电子均有特定的能量。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三、原子能级原子能级 (P5)各层轨道电子均有特定的能量。这是因为核外带负电的轨道电子

6、处于带正电的核电场中，具有负电势能；轨道电子绕核运动具有动能，这两部份能量的代数和，就是该壳层电子在原子中的总能量。电子在不连续的轨道上运动,原子所具有的能量也是不连续的,这种不连续的能量状态称为原子的能级原子的能级.为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 电子在不同轨道上的能量大小与其所在的轨道数有关，内层轨道的能级低，外层轨道能级高。正常情况下，电子先填满内层轨道，然后依次向外填充，这时原子处于最低能量状态（能量最低原理）。当内层轨道电子从外界得到能量时会转移到能量较高的外层轨道上去,此时的原子处于不稳定状态(受

7、激态),根据能量最低原理,内层轨道空位立刻有外层电子填充并释放能量.为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 原子核对核外电子有很强的吸引力，离核最近的K层电子所受引力最大。显然，要从原子中移走K电子所需能量也最多，外层电子受核的引力较小，移走外层电子所需能量也较少。通常把移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量，称为该壳层电子在原子中的结合能。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制

8、的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益基基态态：原子处于最低能量状态，电子运行时如既 不向外界辐射也不向外界吸收能量，处于基态的原子最稳定。受受 激激 态态：电 子 吸 收 了 一 定 大 小 的 能 量 后（某 两 个 能 级差的能量），电子跳跃到一更高的能级轨道上，此时原子不稳定，称受激态。跃迁跃迁：外层轨道电子或自由电子填充空位，同时放出一个

9、能量为hv的光子。（该光子的能量大小取决于两轨道之间的能级差）电电离离：电子吸收了足够大的能量而摆脱原子核的束缚而成为自由电子。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 hv 基态基态 受激态受激态 基态基态 跃迁跃迁 激发激发为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 当原子从基态 到受激态再回到基态时，它将发射（或吸收）具有一定频率的单色光子，其频率为：E2 E1 =-h 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位

10、工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益四、同位素同位素 凡其有相同的质子数（原子序数）和不同的中子数的同一类元素称为同位素(isotope)。几乎所有元素都有同位素。例如氢元素H，H在元素周期表中处于同一位置，因质量数不同它有三种核素，分别为氕、氘、氚。其中，氕是一个不含中子的氢原子，氘含有一个中子，是重氢，氚则含有两个中子，是超重氢，但它们的原子序数相同，可互称同位素。重氢和超重氢是制造氢弹的原材料。已知107种元素有2000余种同位素。为了规范事业单位聘用关系，建立和

11、完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 同位素又有稳定性同位素和不稳定性同位素之分，已知稳定性同位素有270余种，而不稳定性同位素有1700余种。不稳定性同位素又称为放射性同位素。放射性同位素又分为天然放射性和人工放射性同位素(简称人造放射性同位素)。人造放射性同位素主要由反应堆和加速器制备。原子序数很高的那些重元素，如铀(u)、钍(Tu)、镭(Ra)等，它们的核很不稳定，自发地放出射线，变为另一种元素的原子核。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 原子核的衰变原子核的

12、衰变：放射性同位素原子核不稳定，能自发地 放出、射线而变成另一种元素 的现象。射线射线：由粒子组成，粒子是有2个质子和2个中 子组成的带2个正电荷的氦核。射线射线：由粒子组成，粒子就是从原子核内释放 出的带一个负电荷的电子。射线射线：由光子组成，它是在原子核衰变时从核内释 放出的不带电的高能量光子。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益半衰期半衰期：放射性核素的数目减少到原来的一半所需要的时间称之。放射性活度放射性活度：单 位 时 间 内 原 子 核 衰 变 的 数 目 称 为 放 射 性 活 度(radioacti

13、vity)，简称活度。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 第二章第二章 X线的产生线的产生 一、一、X线的发现线的发现 X线是德国著名物理学家伦琴于1895年11月8日发现的。X线的发现在科学史上是个极其重大的事件，它给人类历史和科技发展带来巨大的影响，并由此开创了物理学和影像医学的崭新时代。X线成像技术与后来发展起来的核医学成像、超声成像、X线CT、磁共振成像、热图像、介入性放射学和内镜等技术共同组成现代医学影像学的崭新领域。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度

14、，保障用人单位和职工的合法权益 二、二、X线的产生条件线的产生条件 电子源 使电子在某个空间高速运动 靶为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 三、X线产生装置为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单

15、位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完

16、善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益四、X线产生原理（一）电子与物质的相互作用 1、电离 电子通过物质时，与其原子核外的轨道电子发生作用，使电子脱离轨道形成自由电子。失去电子的原子带正电，与前者形成正、负离子对，这一过程称为电离。它是电离辐射的主要机制，也是某些放射性探测器测量射线的物理基础。高速电子与原子的外层电子作用时，可以使原子电离而损失部分能量E。当入射电子的能量损失大，并且大于外层电子的电离能时，则靶原子被电离，其外层电子脱离靶原子并且具有一定的动能，如果电离出的电子动能大于100eV，则称此电离出的电子叫电子。电子是电离电子中能量较高的

17、那一部分，它与入射电子一样可以使原子激发或电离，也可以与原子核和内层电子相互作用而逐渐损失能量。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2、激发 高速电子通过物质时，作用于轨道电子，轨道电子获得 能量从低能态轨道跃迁到高能态轨道，这种现象称为激发。此时原子处于受激态，不稳定。当该电子退激时（跃迁），获得的能量将以光能或热能的形式释出。外层轨道电子受激退激时产生热能，内层轨道电子受激退激时产生射线。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3、散射

18、 电子受到物质原子核库仑电场的作用而发生方向偏折，称散射。散射对测量及防护都有一定程度的影响。4、韧致辐射 电子在介质中受到阻滞、急剧减速时，将部分能量转化为电磁辐射(即X射线)，称为韧致辐射，又称连续辐射。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）连续X线 对X线管发出的X线进行光谱分析，发现它由两种成分组成，一种X线谱是连续的，称为连续X线；另一种则是线状的，称为特征X线。可见X线是由这两种成分组成的混合射线。1、连续X线的产生原理 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员

19、聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益连续X线产生的物理过程是轫致辐射 高速电子进入到原子核附近的强电场区域，然后飞离强电场区域从而完成一次电子与原子核的相互作用时，电子的速度大小和方向必然发生变化。电子损失的能量将以电磁波（包括X线）形式向外辐射。电子的这种能量辐射叫轫致辐射。由于每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同，且每个电子与靶原子作用前具有的能量也不同，所以各次相互作用对应的辐射损失也不同，因而发出的X线光子频率也互不相同。大量的X线光子组成了具有频率连续的X线光谱。下图是使用钨靶X线管，管电流保持不变，将管电压从20KV逐步增加到50KV，同时测量各波段的相对强度而绘制成的X线谱

20、。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益下图是使用钨靶X线管，管电流保持不变，将管电压从20KV逐步增加到50KV，同时测量各波段的相对强度而绘制成的X线谱。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2、连续X线的最短波长、最强波长、平均波长及最大光子能量。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益最短波长：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事

21、业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益最强波长：最强 =1.5 min 平均波长 平均=2.5min 最大光子能量 =hvmaX 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 3影响连续X线的因素:连续X线的总强度(I连)与管电流(i)、管电压(U)、靶原子序数(Z)的关系可用下面

22、公式近似表示出来:I连=K1 I Z Un 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(三)标识(特征)X线 1标识X线的产生的原理 X-ray 基态基态 受激态受激态 基态基态 跃迁跃迁 激发激发 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用

23、人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2特征X线的激发电压 靶原子的轨道电子在原子中具有确定的结合能，只有当入射高速电子的动能大于其结合能时，才有可能被击脱造成电子空位，产生特征X线。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3影响特征X线的因素：KV MAS4.连续X线和特征X线的比例大小.为了规范事业单位

24、聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益五、五、X线的量与质线的量与质 习惯上常用X线强度来表示X线的量与质。所谓X线强度是指在垂直于X线传播方向单位面积上，在单位时间内通过光子数量与能量乘积的总和。可见X线强度(I)是由光子数目(N)和光子能量(hv)两个因素决定的。即：I =N hv1、X线线的的量量 在实际放射工作中，作为一种简便方法，一般是用管电流(mA)和照射时间(s)的乘积来反映X线的量，以毫安秒(mAs)为单位。管电压一定时，X线管的管电流的大小反应了阴极灯丝发射电子的情况。管电流大，表明单位时间撞击阳极靶的电子数多，由

25、此激发出的X线光子数也正比地增加；照射时间长，X线量也正比地增大。所以管电流和照射时间的乘积能反映X线的量。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2、影响、影响X线量的因素线量的因素 1）靶原子序数的影响：在管电压、管电流、投照时间相同的情况下，阳极靶的原子序数愈高，X线的量愈大。从图56中可见，曲线的两个端点都重合。其高能端重合，说明了X线谱的最大光子能量与管电压有关而与靶物质无关；低能端重合是因为X线管固有滤过的限制，低能成分被管壁吸收的缘故。射线的最大强度都呈现在相同的光子能量处。为了规范事业单位聘用关系，建立

26、和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2）管电流的影响：）管电流的影响：在一定管电压下同种靶物质和相同的照射时间，X线的量与管电流成正比，管电压一定时，X线管的管电流的大小反应了阴极灯丝发射电子的情况，管电流越大表明阴极发射的电子越多，因而电子撞击阳极靶产生的X线的量也越大：发射出的X线的强度也就越大(质不变，量增加)。图47及下图是在管电压和其他条件不变的情况下，管电流对X线量的影响。图中看到100mA和250mA的两条曲线，其X

27、线最短波长和最长波长都完全一样，只是曲线下所包的面积不同。显然管电流大的X线量大，反之就小。图3-9管电流对X线量的影响为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3）管电压的影响：）管电压的影响：在相同mAs同种靶物质的条件下，X线的量与管电压的n次方成正比。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3、X线的质线的质 X线的质又称线

28、质，它表示X线的硬度，即穿透物质本领的大小。X线质完全由光子能量决定，而与光子个数无关。在实际应用中是以管电压和滤过情况来反映X线的质。这是因为管电压高、激发的X线光子能量大，即线质硬；滤过板厚，连续谱中低能成分被吸收的多，透过滤过板的高能成分增加，使X线束的线质变硬。在滤过情况一定时，常用管电压的千伏值来粗略描述X线的质。在工作中描述X线质除千伏值外，还用半价层、半值深度等物理量来表示X线质。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4、影响、影响X线质的因素线质的因素 1）管电压（千伏值）的影响 X线的质仅取决于管电

29、压的千伏值。无论何种靶物质，在一定管电压下所产生的连续X线谱的最短波长和最长波长是相同的。光子的最大能量完全由管电压控制。连续X线的质随管电压升高而变硬，但特征X线的质只与靶物质有关。2）整流方式的影响脉动电压产生的X线质比恒定电压下的软。所以管电压波形对X线的质也有影响。三相电源的6脉冲和12脉冲供电，其管电压更接近恒压，由此产生的X线脉动变化减小，其量与质均优于单相电源供电的情况。一般说来，三相全波整流与单相全波整流相比，在相同管电压和滤过的情况下，X线质约提高10。15。例如，拍头颅侧位片，单相全波整流X线机使用72kV，而改用三相全波整流X线机只需要64kV就可获得相同的摄影效果。管电

30、压的波形除了对X线的质有影响，同时对X的量也有很大的影响。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3）、滤过方式的影响 滤过对X线的量与质及能谱构成均有很大影响。增加滤过板厚度，可大量衰减连续谱中的低能成分，使能谱变窄，线质提高，但总的强度降低了。在放射工作中应熟练掌握影响X线量与质的诸因素，并能根据临床工作需要，恰当地选择X线的量与质，这对提高影像质量和降低受检者的受照剂量都具有重要意义。为了规范事业单

31、位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 六、六、X线的产生效率线的产生效率 在X线管中产生的X线能与加速电子所消耗电能的比值，叫做X线的产生效率。在X线管中加速阴极电子所消耗的电功率(IU)全部变成高速电子的动能。这些高速电子在与物质复杂的相互作用过程中产生X线，同时也产生大量的热。I连=K I Z Un P=IU =K I Z U2 =KZU IU X线的产生效率与管电压和靶物质的原子序数成正比，线的产生效率与管电压和靶物质的原子序数成正比，高压波形越接近恒压，X线的产生效率越高。研究证明，X线管产生X线的效率极低，一般不足1，

32、而绝大部分的高速电子能都在阳极变为了热能，使阳极靶面产生很高的温升。这是X线管不能长时间连续工作的原因所在。因此X线管必须有良好的散热冷却装置。大量存在的软X线也是导致效率低的原因。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益七、七、X线强度的空间分布线强度的空间分布 从X线管焦点上产生的X线，在空间各个方向上的分布是不均匀的，即在不同的方位角上的辐射强度是不同的。这种不均匀的分布称为辐射强度空间分布。实验表

33、明，X线辐射强度在空间的分布情况很复杂，主要取决于入射电子的能量、靶物质及靶厚度等因素。1、X线强度的角分布2、厚靶周围X线强度的空间分布3、诊断X线机靶周围X线强度的空间分布 Heel Effect 阳极端效应 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适

34、应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益Heel Effect 阳极端效应：在平行于球管长轴方向上近阳极端的有效点小，x线量少，成像质量好。近阴极端的有效焦点大，x线量多，成像质量差。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益八、八、X线的本质线的本质 X线是电磁辐射谱中的一部分，属于电离辐射，其波长介于紫外线和射线之间，是具有电磁波和光量子双重特性的一种特殊物质。就其本质而言，X线与可见光、红外线、紫外线、射线完全相同，都是电磁波，只不过X线的频率很高，波长很短。X线具有波动性，与

35、可见光一样，具有衍射、偏振、反射、折射等现象。X线具有微粒性，X线的波动性可以成功地解释X线的干涉与衍射现象，但却不能解释X线的光电效应、荧光作用、电离作用等，这些只能用X线的粒子性做出圆满的解释。即X线是由一个个微粒即X光子组成的。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益九、九、X线的基本

36、特性线的基本特性 X线是一种电磁波，它具有电磁波的共同属性。此外，由于X线的能量大、波长短，它还具有以下几方面的特有性质。(一)物理特性 1X线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播的不可见电磁波。2X线不带电，它不受外界磁场或电场的影响。3穿透作用 由于X线波长短，具有较高的能量，物质对其吸收较弱，因此它有很强的贯穿本领。其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。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4荧光作用 某些物质被X线照射后，能激发出可见荧光。如磷、钨酸钙、铂氰化钡、银激活的硫化锌镉等荧光物

37、质受X线照射时，物质原子被激发或电离，当被激发的原子恢复到基态时，便可放出荧光。透视用的荧光屏，摄影用暗盒中的增感屏，影像增强器中的输入屏和输出屏，测定辐射量的闪烁晶体、荧光玻璃等都是利用荧光特性制造的。X线的发现也是基于它的荧光作用。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益5电离作用 X线虽然不带电，但它具有足够能量的X线光子能够撞击原子中的轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。被击脱的电子仍有足够能量，去电离更多的原子。X线的电离作用主要是它的次级电子的电离作用。X线在气体中产生的正、负离子，在电场力的作用下很容易收

38、集起来。通常就是利用空气中电离电荷(或电流)的多少来测定X线的照射量。多种测定X线剂量仪器的探头，如电离室、盖革弥勒计数管等都是根据这个原理制造的。X线的电离作用是放射治疗的基础，但它也可对人体造成损伤。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益6热作用 X线被物质吸收，最终绝大部分都将变为热能，使物体产生温升。测定X线吸收剂量的量热法就是依据这个原理研究出来的。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(二)化学特性 1感光作用 X线和可见光一样

39、，同样具有光化学作用。它可使胶片乳剂感光，能使很多物质发生光化学反应。X线被广泛应用于人体X线摄影和工业无损探伤检查，以及照射量(胶片法)测定等技术中。2着色作用 某些物质，如铅玻璃、水晶等经X线长期大剂量照射后，其结晶体脱水渐渐改变颜色，称为着色作用或脱水作用。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(三)生物效应特性 X线在生物体内也能产生电离及激发作用，也就是使生物体产生生物效应。生物细胞特别是增殖性强的细胞，经一定量X线照射后，可产生抑制、损伤甚至坏死。人体组织吸收一定量X线后，视其敏感程度的不同，而出现种种反

40、应，这个特性可在肿瘤放疗中得到充分应用，它是放射治疗的基础。当然X线对正常人体组织也可能产生损伤作用，故应注意对非受检部位和非治疗部位的屏蔽防护，同时射线工作者也应注意自身的防护。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三章第三章 X线与物质的相互作用线与物质的相互作用 一、光电效应 光电效应又称光电吸收，它是X线光子被原子全部吸收的作用过程。(一)光电效应的产生 当一个能量为hv的光子通过物质时，它与原子的某壳层中某个轨道上一个电子发生相互作用，把全部能量传递给这个电子，而光子本身则整个被原子吸收，获得能量的电子摆

41、脱原子的束缚以速度v而自由运动，这种电子称为光电子，这种现象称为光电效应。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 放出光电子的原子变为正离子，原子处于激发态，其电子空位很快被外层电子跃入填充，同时放出特征X线。有时，特征X线离开原子前，又击出外层的轨道电子，即“俄歇电子”。可见，光电效应的实质是物质吸收X线使其产生电离的过程。在此过程中将产生的次级粒子有：光电子、正离子(产生光电子的原子)、新的光子(特

42、征辐射光子)、俄歇电子。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）影响光电效应发生的因素1、物质原子序数的影响 光电效应的发生几率与物质的原子序数的4次方成正比。2、入射光子能量的影响 因为光电子的动能Ee=hv -EB(EB为电子结合能）所以光电效应发生的能量条件是：入射光子的能量加必须等于或大于轨道电子的结合能E。否则就不会发生光电效应。光电效应的发生几率与入射线波长的3次方成正比，说明与光子能量的3次方成反比。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位

43、和职工的合法权益3原子边界限吸收的影响 吸收系数(光电效应发生率)一般随入射光子能量的增大而降低，即波长较短，频率较高的射线的贯穿本领强；当入射光子能量hv增加到某一数值恰好等于原子轨道电子结合能时，吸收系数突然增加，这些吸收突然增加处称为吸收限。当光子能量等于原子轨道K电子结合能时，发生K边界限吸收；等于L结合能时，发生L边界限吸收；等于M结合能时发生M边界限吸收，但最重要的是结合能较大的K边界限吸收，因为光电效应主要发生在结合能较大的K层，而发生在其他壳层上的机会相对较少。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（

44、三）光电效应中的特征放射 P55为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（四）诊断放射学中的光电效应 诊断放射学中的光电效应，可从利弊两个方面进行评价 有利的方面是，能产生质量好的照片影像。其原因是：1、不产生散射线，大大减少了照片的灰雾；2、可增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收差别，产生高对比度的X线照片，对提高诊断的准确性很有好处。铝靶软组织X线摄影，就是利用低能射线在软组织中，因光电吸收的明显差别而产生高对比度照片的。另外，在放疗中，光电效应可增加肿瘤组织的剂量，提高其疗效。3、入射X线通过光电效应可全部被人体

45、吸收，增加了受检者的剂量。从现代防护观点讲，应尽量减少每次X线检查的剂量。为此，可根据光电效应发生率与光子能量3次方成反比的关系，采用高千伏摄影技术，从而达到降低剂量的目的。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、Compton 效应 （一）产生原理 康普顿效应是入射光子与原子中的一个外层电子相互作用时发生的。在相互作用中，光子只将一部分能量传递给外层电子，电子接收一定的能量后脱离原子束缚，以与光子的初始入射方向成一定角度的方向上射出，此电子称为反冲电子。与此同时，光子本身能量降低(即频率降低)并朝着与入射成一定角

46、度的方向射出，此光子称为散射光子。该光子又称散射线或二次射线。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益什么是散射线或二次射线？由康普顿效应产生的波长较长，能量较低，方向不定的X线称为散射线或二次射线。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）影响因素 1、物质原子序数的影响 康普顿效应的发生几率与物质的原子序数Z成正比。2、入

47、射光子能量的影响 在诊断X线范围内，康普顿效应发生几率与入射X线能量成正比。3、被照体厚度的影响 康普顿效应发生几率与被照体厚度成正比。4、被照体照射面积的影响 康普顿效应发生几率与被照体的受照面积成正比。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）康普顿效应对X线影像质量的影响 （散射光子的波长和方向）降低影像对比度 (四）康普顿效应对辐射防护的影响 增加防护难度为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三、电子对效应 (一)电子对效应的产生

48、 一个具有足够能量的光子，在与靶原子核发生相互作用时，光子突然消失，同时转化为一对正、负电子，这个作用过程称为电子对效应。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第四章 X线在物质中的衰减一、X线在物质中衰减的原因X射线在其传播过程中强度的衰减，包括距离和物质所致衰减两个方面。1、距离衰减

49、设想X线是由点放射源发出并向空间各个方向辐射。在以点源为球心，半径不同的各球面上的射线强度，与距离(即半径)的平方成反比，这一规律称射线强度衰减的平方反比定律。距离增加l倍，则射线强度将衰减为原来的14。这一衰减称为距离所致的衰减，也称为扩散衰减。距离衰减在X线防护中有什么意义？为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2、物质衰减当射线通过物质时，由于射线光子与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应等一系列作用，致使入射方向上的射线强度减弱，这一衰减称为物质所致的衰减。X线强度在物质中的衰减规律是X线透视、摄影、

50、造影及各种特殊检查和放射治疗的基本依据，同时也是进行屏蔽防护设计的理论根据。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、单能窄束X线在物质中的衰减规律 由能量相同的光子组成的X线称为单能射线，它具有单一的波长或频率。I=I0e-X为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三、连续X线在物质中的衰减特点连续能谱的X线束是能量从最小值到最大值之间的各种光子组合成的混合射线束，当连续X线通过物质层时，其量和质都有变化。特点是：X线强度变小，硬度变大(质