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《x射線機(jī)教學(xué)資料-第二節(jié)x線同物質(zhì)的相互作用》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、第二節(jié)X射線與物質(zhì)的相互作用主要內(nèi)容1、吸收2、X射線與物質(zhì)的作用:類型、對(duì)象、條件、幾率、產(chǎn)物和特點(diǎn)(主要光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng))3、X射線的減弱規(guī)律一、概述X射線通過物質(zhì)后強(qiáng)度減弱的現(xiàn)象叫吸收。(一)X射線與物質(zhì)的相互作用1、吸收同物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)無關(guān)。2、作用的原子性。3、每次作用光子損失大部或全部的能量。4、作用過程的復(fù)雜性。(二)作用類型最主要有四種:光電效應(yīng)(Photoemission)康普頓效應(yīng)(ComptonEffect)電子對(duì)效應(yīng)(PairEffect)相干散射(CoherentScattering)二、光電效應(yīng)(Photoemission)(三)光電效應(yīng)發(fā)生的
2、幾率:由幾個(gè)因素制約:光子能量、原子序數(shù)、軌道電子的結(jié)合能。具體如下:1、X射線能量稍大于軌道電了結(jié)合能時(shí),最易發(fā)生光電效應(yīng)。2、t光81/(hu)3、原了結(jié)合能越大的電了越容易發(fā)生光電效應(yīng)。(1)內(nèi)層電子比外層電子更易發(fā)生光電效應(yīng)。(2)高Z比低Z更容易發(fā)生光電效應(yīng)。(四)光電效應(yīng)產(chǎn)生的特征X射線人體各組織在X射線照射所產(chǎn)牛的光電效應(yīng)的特征輻射將全部被組織吸收。Ca(20)4keVI(53)33.2keV(五)光電效應(yīng)對(duì)照片質(zhì)量和被檢者的影響1、光電效應(yīng)有利于提高照片質(zhì)量(1)不產(chǎn)生散射線,減少照片的灰霧。(2)增強(qiáng)了天然組織間的對(duì)比度。2、光電效應(yīng)對(duì)被檢者的危害。三、康普
3、頓效應(yīng)(Comptoneffect)(二)散射光子和反沖電子的能量分布(三)光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)的比較。1、作用對(duì)象不同2、作用條件不同3、對(duì)光子能量的吸收程度不同4、能量分配不同5、對(duì)照片質(zhì)量的影響不同6、對(duì)被檢者的危害程度不同四、電子對(duì)效應(yīng)(PairEffect)1、產(chǎn)物:正、負(fù)電子2、發(fā)生條件:*電子場(chǎng):E光22.04MeV*核電場(chǎng):E光$1.02McV在診斷范圍內(nèi),一般不可能出現(xiàn)。五、相干散射(CoherentScattering)1、概念:發(fā)生干涉的散射過程。2、瑞利散射3、相干散射的特點(diǎn):(1)對(duì)光子能量無吸收,但進(jìn)行方向改變。(2)對(duì)物質(zhì)無電離作用,對(duì)生物組織不
4、存在損傷。(3)在診斷范圍內(nèi)都會(huì)出現(xiàn),只占5%左右。六、各相互作用發(fā)生的相對(duì)兒率(一)X射線與物質(zhì)相互作用的總結(jié)(二)原子序數(shù)Z和光子能量hu與三種基本作用的關(guān)系1、光子能量低于0.8MeV時(shí),光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)同時(shí)發(fā)生。11越低于0.8MeV光電效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。2、光子能量在0.8?4MoV時(shí),則無論原子系數(shù)多少及光子能量如何變化,康普頓效應(yīng)都占主導(dǎo)地位。3、光子能量大于4MeV時(shí),占主導(dǎo)地位可能是康普頓效應(yīng),也可能是電子對(duì)效應(yīng)。(三)在診斷X射線中各種基本作用發(fā)生的相對(duì)兒率從圖可看出:1、由于診斷X射線的范圍多在20^100keV,此時(shí)電了對(duì)效應(yīng)不可能發(fā)生。2、X射線與物質(zhì)
5、的基本作用有三種:光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和相干散射,前兩種占主導(dǎo)地位。3、光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的發(fā)生幾率同組織的原了系數(shù)有關(guān)。七、X射線的減弱規(guī)律(一)X射線強(qiáng)度減弱的兩種方式。1、距離所致的減弱:Jocl/y22、物質(zhì)所致的減弱:(二)彫響X射線減弱的兒個(gè)因素1、光子能量對(duì)作用類型的影響。2、原子系數(shù)對(duì)作用類型的影響:對(duì)低原子系數(shù)的物質(zhì),當(dāng)光子能量增加時(shí)透過量增加,但對(duì)高原子系數(shù)的物質(zhì),當(dāng)射線能量增加時(shí),透過量還可能降低。3、密度對(duì)減弱的影響。(三)物質(zhì)對(duì)X射線的吸收規(guī)律1、物質(zhì)對(duì)單能窄束X射線的吸收規(guī)律:遵循指數(shù)衰減規(guī)律。匸1()嚴(yán)2、物質(zhì)對(duì)連續(xù)X射線的吸收規(guī)律:(1)由于
6、對(duì)各能譜成分吸收速率不一樣,所以總的吸收不遵循指數(shù)衰減規(guī)律。(2)連續(xù)X射線通過吸收體以后,不僅強(qiáng)度減少,而且其能譜變窄。低能成分減少,高能成分相對(duì)增加,平均能量升高。(3)平均能量越高,減弱速率越小。