射線問題匯總

1、1 射線檢測概念問題射線檢測概念問題 苗苗 德德 山山 2 1895年11月8日， 倫琴正在研究陰極射線 ，他發(fā)現(xiàn)在離 陰極射線管一米以外的熒光屏上發(fā)出了熒光，并且證明了 這種熒光是由陰極射線管所發(fā)出的一種看不見的射線所引 起的。倫琴將這種未知射線命名為X射線。 當(dāng)倫琴進(jìn)一步研究X射線對鉛 片的穿透本領(lǐng)時(shí)，又意外地在熒光屏 上發(fā)現(xiàn)了自己拿鉛片的手的骨骼輪廓。 12月22日，倫琴用X射線拍下了倫琴夫 人的手骨照片， 這是世界上第一張人 類活體骨骼照片。 世界上第一張人類活體世界上第一張人類活體 骨胳照片，倫琴夫人手骨胳照片，倫琴夫人手 的的X射線照片，攝于射線照片，攝于 1895年年12月月22

2、日日 3 二、X射線產(chǎn)生裝置 X射線產(chǎn)生裝置主要為： 1.X射線管 2.低壓電源 3.高壓電源 4.整流電路 4 管電壓：陰極和陽極之間的直流電壓稱為管電壓。：陰極和陽極之間的直流電壓稱為管電壓。 管電壓使電子具有較大的動(dòng)能。管電壓使電子具有較大的動(dòng)能。 管電流：陰極發(fā)射的熱電子在電場作用下高速奔向陽極：陰極發(fā)射的熱電子在電場作用下高速奔向陽極 形成電流，此電流稱為管電流。形成電流，此電流稱為管電流。 管電流大，產(chǎn)生管電流大，產(chǎn)生X光子的數(shù)目多。光子的數(shù)目多。 靶：陽極上直接受到電子轟擊的區(qū)域。應(yīng)選用熔點(diǎn)高的物：陽極上直接受到電子轟擊的區(qū)域。應(yīng)選用熔點(diǎn)高的物 質(zhì)鎢和它的合金適合當(dāng)靶的材料。質(zhì)鎢

3、和它的合金適合當(dāng)靶的材料。 X射線管： 借助于陽極和陰極之間電位差的作用加速電子借助于陽極和陰極之間電位差的作用加速電子 束轟擊陽極而產(chǎn)生束轟擊陽極而產(chǎn)生X射線的真空管。射線的真空管。 5 當(dāng)高速電子流撞擊 陽極靶上受到制動(dòng)時(shí) ，電子在原子核的強(qiáng) 電場作用下，速度的 量值和方向都發(fā)生急 劇變化，一部分動(dòng)能 轉(zhuǎn)化為光子的能量 h 輻射出去，此即軔致軔致 輻射。輻射。 一連續(xù)射線譜 .連續(xù)射線譜產(chǎn)生的微觀機(jī)制是軔致輻射連續(xù)射線譜產(chǎn)生的微觀機(jī)制是軔致輻射 6 1、X射線的強(qiáng)度：射線的強(qiáng)度： X X射線的強(qiáng)度：指單位時(shí)間內(nèi)通過與射線方向垂直的單位射線的強(qiáng)度：指單位時(shí)間內(nèi)通過與射線方向垂直的單位 面積的

4、輻射能量。用面積的輻射能量。用I I表示，單位為：表示，單位為：W Wm m-2 -2。 。 I=NI=Ni ihhi i= N= N1 1hh1 1+ N+ N2 2hh2 2+ + N Nn nhhn n N Ni i表示單位時(shí)間通過與射線方向垂直的單位面積的光子數(shù)，表示單位時(shí)間通過與射線方向垂直的單位面積的光子數(shù)， 使強(qiáng)度增加的方法有：增大管電流，使強(qiáng)度增加的方法有：增大管電流， 增大管電壓，增大管電壓， 管電壓一定時(shí)，常用管電流管電壓一定時(shí)，常用管電流mAmA數(shù)表示數(shù)表示X X射線的強(qiáng)度。射線的強(qiáng)度。 二、X射線的強(qiáng)度和硬度 7 2射線的硬度(線質(zhì)） (1)X(1)X射線的硬度是指射線

5、的硬度是指X X射線的貫穿本領(lǐng)，取決于射線的貫穿本領(lǐng)，取決于X X射線的能量射線的能量hh (2)(2)提高提高X X射線硬度的方法：射線硬度的方法： 增大管電壓增大管電壓 常用管電壓的千伏數(shù)（常用管電壓的千伏數(shù)（KvKv）表示）表示X X射線的硬度。射線的硬度。 根據(jù)不同的用途把根據(jù)不同的用途把X X射線按硬度分為極軟、軟、硬、極硬四類：射線按硬度分為極軟、軟、硬、極硬四類： 8 2連續(xù)譜特性連續(xù)譜特性 (1)管電壓減小，各波長對應(yīng)管電壓減小，各波長對應(yīng) 的強(qiáng)度減小。的強(qiáng)度減小。 mv 2/2= e U =hmax = hc/min (2)每一曲線都有一個(gè)強(qiáng)度每一曲線都有一個(gè)強(qiáng)度 最大的波長

6、和相對強(qiáng)度為零最大的波長和相對強(qiáng)度為零 的最短波長的最短波長,最短波長稱為最短波長稱為 短波極限，用短波極限，用min 表示，表示， 管電壓增大，管電壓增大，min向短波向短波 方向位移方向位移 9 二標(biāo) 識 X 射 線 譜 任何靶的標(biāo)識任何靶的標(biāo)識X射線譜皆是唯一的射線譜皆是唯一的 ，可以作為此元素的標(biāo)識（特征），可以作為此元素的標(biāo)識（特征） ，故稱為標(biāo)識，故稱為標(biāo)識X射線譜。射線譜。 只有達(dá)到一定的管電壓只有達(dá)到一定的管電壓 值標(biāo)識值標(biāo)識X射線譜才出現(xiàn)射線譜才出現(xiàn) ，如：鎢，如：鎢(z=74)靶在管靶在管 電壓大于電壓大于70Kv以上時(shí)以上時(shí) 才出現(xiàn)，但鉬才出現(xiàn)，但鉬(z=42) 靶靶 管

7、電壓小于管電壓小于70Kv即可即可 出現(xiàn)。管電壓減小，同出現(xiàn)。管電壓減小，同 一種靶的標(biāo)識一種靶的標(biāo)識X射線譜射線譜 位置不變。位置不變。 10 1、標(biāo)識譜產(chǎn)生機(jī)制：書P7 11 線系線系 K層出現(xiàn)空位形成的層出現(xiàn)空位形成的X射線稱為射線稱為K 線系（用線系（用K、K、KKmin表示表示 ），），L層出現(xiàn)空位形成層出現(xiàn)空位形成L線系（線系（L、 L、LLmin），），。 .每一線系都有最短的波長邊界，由每一線系都有最短的波長邊界，由 自由電子補(bǔ)充空位產(chǎn)生的光波。自由電子補(bǔ)充空位產(chǎn)生的光波。 EL-EK = h K EM-EK = h K E自 自-EK = hmax =h c /min .靶元

8、素原子序數(shù)愈高，對應(yīng)線系（靶元素原子序數(shù)愈高，對應(yīng)線系（K、 L線系）的波長愈短，線系）的波長愈短， 靶的標(biāo)識譜決定于靶材料各層的能量差值靶的標(biāo)識譜決定于靶材料各層的能量差值 。 M L L K K K K M L N 12 2 2、X X射線的硬化射線的硬化 X射線進(jìn)入物質(zhì)后長波成分易被吸收，短波成分不易被吸收， 能通 過物體，故X射線從物體出來后硬度變大， X射線穿過物體后硬度變大的現(xiàn)象稱為X射線的硬化。 X X3 3（硬）（硬） X X2 2 X X1 1 X X銅 銅 X X鋁 鋁 X射線的硬化 濾線板（錫板、銅板和鋁板）是專門用于吸收長波X射線的裝置，X 射線穿過后的硬度變高、射線譜

9、范圍變窄。 X射線的頻率越大，貫穿本領(lǐng)越高，即硬度越大。 13 增感屏的熒光物質(zhì)受到X線照射會(huì)發(fā)出可見熒光，且在X線停止 后仍可持續(xù)一段短暫的發(fā)光時(shí)間，稱余輝現(xiàn)象。若在余輝時(shí)間 內(nèi)裝入膠片，可使膠片重復(fù)感光，即在攝取的照片上殘留下上 次影像痕跡。隨著增感屏的使用和老化，余輝時(shí)間會(huì)日益延長。 普通鎢酸鈣增感屏應(yīng)在一次照射后靜置70 S以上；稀土增感屏 在一次照射后靜置80 S以上，方可打開裝上第二張膠片。這不 僅為了避免余輝對后一張膠片的影響，同時(shí)也是為了使前一張 膠片感光充足，尤其是無暗盒自動(dòng)換片攝影系統(tǒng)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整 自動(dòng)換片間隙時(shí)間，免除前后影像干擾。 事實(shí)上不同牌號、批次、廠家的增感屏，在

10、不同曝光條件下， 其余輝持續(xù)時(shí)間都是不一樣的，這對于提高照片質(zhì)量，具有十 分重要的意義。 14 射線的能量與強(qiáng)度關(guān)系射線的能量與強(qiáng)度關(guān)系 1、能量是力量的質(zhì)的表現(xiàn)（大人的拳頭） 2、強(qiáng)度是力量的量的表現(xiàn)（小孩的拳頭） 射線對物體的穿透和膠片的感光，是其能量和強(qiáng)度的具體表現(xiàn)。 能 量 射線的穿透力取決于能量的能量，線質(zhì)等同于能量。 能量的單位：ev,或Kev E=hv=hc/ 連續(xù)X射線能量取決于管電壓，標(biāo)識X射線的能量與靶材料有關(guān)。 射線的穿透力（能量）取決于源的種類和性質(zhì) 強(qiáng) 度 射線對膠片的感光度取決于它的強(qiáng)度 距離的平方與強(qiáng)度成反比 射線的強(qiáng)度：放射強(qiáng)度（又叫活度，活性） 放射性同位素單

11、位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生衰變的次數(shù)稱為放射強(qiáng)度，常用 居里為單位。 15 補(bǔ)充知識點(diǎn)補(bǔ)充知識點(diǎn) 1) 固有不清晰度大小就是散射電子在膠片乳劑層中作用的固有不清晰度大小就是散射電子在膠片乳劑層中作用的 平均距離。平均距離。 2) 散射線會(huì)使射線底片的灰霧黑度增大，影像對比度降低。散射線會(huì)使射線底片的灰霧黑度增大，影像對比度降低。 3) 同能量的同能量的射線和射線和X射線具有完全相同的性質(zhì)射線具有完全相同的性質(zhì) 4) Ir192與物質(zhì)相互作用，肯定不會(huì)發(fā)生電子對效應(yīng)與物質(zhì)相互作用，肯定不會(huì)發(fā)生電子對效應(yīng) 5) 能量較低的射線更容易被膠片吸收，引起感光，因此射能量較低的射線更容易被膠片吸收，引起感光，因此射 線

12、透照時(shí)防止散射線十分重要線透照時(shí)防止散射線十分重要 6)線質(zhì)概念線質(zhì)概念=能量概念能量概念 是一回事是一回事 7) 膠片達(dá)到一定黑度所需的照射量（即倫琴數(shù)）與射線線膠片達(dá)到一定黑度所需的照射量（即倫琴數(shù)）與射線線 質(zhì)有關(guān)。質(zhì)有關(guān)。 8) 同一膠片對不同能量的射線具有不同的感光度同一膠片對不同能量的射線具有不同的感光度 9 射線能量越大對膠片感光度越小。射線能量越大對膠片感光度越小。 10) 放射性同位素放射性同位素越小，意味著該同位素半衰期越長越小，意味著該同位素半衰期越長 16 3.實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn) 理想的焦點(diǎn)是一個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上它具有一定面積。焦點(diǎn)理想的焦點(diǎn)是一個(gè)點(diǎn)，實(shí)際上它具有一定面積。焦點(diǎn) 從不同角度來講有實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)之分。從不同角度來講有實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)之分。 實(shí)際焦點(diǎn)實(shí)際焦點(diǎn): 實(shí)際焦點(diǎn)是陰極燈線發(fā)射出的電子高速撞擊陽極靶面的實(shí)際焦點(diǎn)是陰極燈線發(fā)射出的電子高速撞擊陽極靶面的 面積。電子束越細(xì)撞擊陽極靶面的面積越小，成像越清晰。面積。電子束越細(xì)撞擊陽極靶面的面積越小，成像越清晰。 有效焦點(diǎn)有效焦點(diǎn): 有效焦點(diǎn)是實(shí)際焦點(diǎn)在有效焦點(diǎn)是實(shí)際焦點(diǎn)在x線照射方向上的投影。因?yàn)殛柧€照射方向上的投影。因?yàn)殛?極靶面是具有一定角度的斜面，在極靶面是具有一定角度的斜面，在X線攝影方向上，對成像線攝影方向上，對成像 構(gòu)成影響的是