第三章_X線產(chǎn)生

1、第三章 X射線的產(chǎn)生第一節(jié)第一節(jié) X射線的發(fā)現(xiàn)及用途射線的發(fā)現(xiàn)及用途第二節(jié)第二節(jié) X射線的本質(zhì)與特性射線的本質(zhì)與特性第三節(jié)第三節(jié) X射線的產(chǎn)生條件與裝置射線的產(chǎn)生條件與裝置第四節(jié)第四節(jié) X射線的產(chǎn)生原理射線的產(chǎn)生原理第五節(jié)第五節(jié) X射線的量與質(zhì)射線的量與質(zhì)第六節(jié)第六節(jié) X射線的產(chǎn)生效率射線的產(chǎn)生效率第七節(jié)第七節(jié) X射線強(qiáng)度的空間分布射線強(qiáng)度的空間分布第一節(jié)第一節(jié) X射線的發(fā)現(xiàn)及用途射線的發(fā)現(xiàn)及用途一、X射線的發(fā)現(xiàn) 1895年年11月月8日，德國(guó)物理學(xué)家日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴倫琴研研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于對(duì)其本質(zhì)不了解，究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于對(duì)其本質(zhì)不了解，稱為稱為X射線射線，亦稱，亦稱倫琴射線。

2、倫琴射線。1901年第一年第一屆屆諾貝爾物理學(xué)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了倫琴獎(jiǎng)?lì)C給了倫琴Roentgen二、二、X射線的用途射線的用途 醫(yī)學(xué)醫(yī)學(xué)-診斷和治療診斷和治療 晶體結(jié)構(gòu)分析晶體結(jié)構(gòu)分析 工業(yè)探傷工業(yè)探傷 貨運(yùn)集裝箱透視檢查貨運(yùn)集裝箱透視檢查質(zhì)子刀治癌癌癥治療的前沿技術(shù)質(zhì)子刀治癌癌癥治療的前沿技術(shù).mp4二、二、X X射線的用途射線的用途X射線廣泛地應(yīng)用醫(yī)學(xué)、工程、材料、宇航射線廣泛地應(yīng)用醫(yī)學(xué)、工程、材料、宇航事業(yè)上。例如：事業(yè)上。例如：人體探傷人體探傷晶體結(jié)構(gòu)分析晶體結(jié)構(gòu)分析材料和構(gòu)件無(wú)損探傷材料和構(gòu)件無(wú)損探傷第二節(jié)第二節(jié) X射線的本質(zhì)與特性射線的本質(zhì)與特性一、一、X射線的本質(zhì)射線的本質(zhì)-高

3、頻電磁波高頻電磁波頻率在頻率在3101631020 Hz之間，波長(zhǎng)在之間，波長(zhǎng)在1010-3nm之間之間 一、一、X射線的本質(zhì)射線的本質(zhì)1、波動(dòng)性、波動(dòng)性體現(xiàn)體現(xiàn)：具有衍射、偏振、反射、折射現(xiàn)象：具有衍射、偏振、反射、折射現(xiàn)象表現(xiàn)表現(xiàn)：以一定的波長(zhǎng)和頻率在空間傳播，波長(zhǎng)、頻率、：以一定的波長(zhǎng)和頻率在空間傳播，波長(zhǎng)、頻率、 周期分別用周期分別用，f，T表示表示T*V 2、粒子性、粒子性 體現(xiàn)體現(xiàn)：把：把X射線束看作是由單個(gè)射線束看作是由單個(gè)X射線光子組成射線光子組成表現(xiàn)表現(xiàn)：X射線與物質(zhì)的相互作用如光電效應(yīng)、康普頓射線與物質(zhì)的相互作用如光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、熒光作用、電離作用等效應(yīng)、熒光作用、電

4、離作用等hfE 單個(gè)光子的能量：?jiǎn)蝹€(gè)光子的能量：3、波粒二象性、波粒二象性 X線在線在傳播過(guò)程傳播過(guò)程中表現(xiàn)波動(dòng)性中表現(xiàn)波動(dòng)性 X線在線在與物質(zhì)相互作用與物質(zhì)相互作用過(guò)程中表現(xiàn)波動(dòng)性過(guò)程中表現(xiàn)波動(dòng)性二、二、X射線的基本特性射線的基本特性物理物理特性特性化學(xué)化學(xué)特性特性生物生物特性特性1、在均勻、各在均勻、各向的介質(zhì)中直線向的介質(zhì)中直線傳播傳播2、不帶電、不帶電3、穿透本領(lǐng)強(qiáng)、穿透本領(lǐng)強(qiáng)4、熒光作用、熒光作用5、電離作用、電離作用6、熱作用、熱作用1、感光作用、感光作用2、著色作用、著色作用可使細(xì)胞產(chǎn)生可使細(xì)胞產(chǎn)生抑制、損傷、抑制、損傷、壞死。壞死。（一）物理特性（一）物理特性1.X線屬于不可見(jiàn)

5、電磁波，在均勻且各向同性的介線屬于不可見(jiàn)電磁波，在均勻且各向同性的介質(zhì)中沿直線傳播質(zhì)中沿直線傳播2.X線不帶電荷，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)、電場(chǎng)時(shí)不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)線不帶電荷，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)、電場(chǎng)時(shí)不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)生物作用生物作用3穿透作用是穿透作用是X線透視、攝影基礎(chǔ)線透視、攝影基礎(chǔ)X X線具有強(qiáng)穿透性作用，其穿透能力和光子能線具有強(qiáng)穿透性作用，其穿透能力和光子能量有關(guān)，還和物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)。量有關(guān)，還和物質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)。Z Z吸收吸收穿透穿透穿透作用同時(shí)也是選擇穿透作用同時(shí)也是選擇X線線防護(hù)材料基礎(chǔ)防護(hù)材料基礎(chǔ)E E穿透穿透生物作用生物作用4.熒光作用熒光屏、增感屏基礎(chǔ)熒光作用熒光屏、增感屏基礎(chǔ)X X線能導(dǎo)致物質(zhì)原子激發(fā)

6、，在原子躍回基態(tài)時(shí)候線能導(dǎo)致物質(zhì)原子激發(fā)，在原子躍回基態(tài)時(shí)候發(fā)出可見(jiàn)熒光。發(fā)出可見(jiàn)熒光。熒光屏熒光屏影像增強(qiáng)影像增強(qiáng)器器生物作用生物作用電離作用是電離作用是X線損傷、治療基礎(chǔ)線損傷、治療基礎(chǔ)X X線能導(dǎo)致物質(zhì)原子或分子電離線能導(dǎo)致物質(zhì)原子或分子電離X X線線氣體氣體電荷電荷電離電離產(chǎn)生產(chǎn)生測(cè)量測(cè)量劑量計(jì)電離作用也是測(cè)量電離作用也是測(cè)量X線量基礎(chǔ)線量基礎(chǔ)6.熱作用熱作用物質(zhì)吸收的物質(zhì)吸收的X線能量，絕大數(shù)變?yōu)闊崮芫€能量，絕大數(shù)變?yōu)闊崮芤罁?jù)此原理做依據(jù)此原理做X射線吸收劑量測(cè)量裝置射線吸收劑量測(cè)量裝置-量熱計(jì)量熱計(jì)生物作用生物作用（二）化學(xué)特性（二）化學(xué)特性1.感光作用用于攝影檢查感光作用用于攝影

7、檢查X射線照射膠片，膠片感光射線照射膠片，膠片感光普通膠片感普通膠片感可見(jiàn)光可見(jiàn)光X線膠片線膠片感感X線線2.著色作用著色作用物質(zhì)接受物質(zhì)接受x線照射后，晶體脫水，顏色發(fā)生改變線照射后，晶體脫水，顏色發(fā)生改變（三）生物效應(yīng)放射治療基礎(chǔ)，同時(shí)也是（三）生物效應(yīng)放射治療基礎(chǔ)，同時(shí)也是放射人員防護(hù)原因放射人員防護(hù)原因 本質(zhì)本質(zhì)： X射線對(duì)生物組織、細(xì)胞（特別是增殖性細(xì)射線對(duì)生物組織、細(xì)胞（特別是增殖性細(xì)胞）具有損傷作用胞）具有損傷作用 措施措施：對(duì)正常部位屏蔽，對(duì)腫瘤放療對(duì)正常部位屏蔽，對(duì)腫瘤放療廣州積極籌備腫瘤放療新技術(shù)廣州積極籌備腫瘤放療新技術(shù).mp4 1發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)X射線的物理學(xué)家是射線的物理學(xué)家

8、是 A貝克勒爾貝克勒爾 B居里夫人居里夫人 C戈瑞戈瑞 D拉德拉德 E倫琴倫琴2德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的時(shí)間是射線的時(shí)間是 A1901年年11月月8日日 B1895年年12月月8日日 C1898年年8月月11日日 D1896年年11月月8日日 E1895年年11月月8日日3X射線在傳播時(shí)，具有頻率和波長(zhǎng)，并有干涉、衍射等現(xiàn)象，射線在傳播時(shí)，具有頻率和波長(zhǎng)，并有干涉、衍射等現(xiàn)象，突出表現(xiàn)的性質(zhì)是突出表現(xiàn)的性質(zhì)是 A微粒性微粒性 B波粒二象性波粒二象性 C物理特性物理特性 D生物效應(yīng)特性生物效應(yīng)特性 E波動(dòng)性波動(dòng)性4X射線在與物質(zhì)相互作用時(shí)，具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，突出射線在

9、與物質(zhì)相互作用時(shí)，具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量，突出表現(xiàn)的性質(zhì)是表現(xiàn)的性質(zhì)是 A.波動(dòng)性波動(dòng)性 B.微粒性微粒性 C.波粒二象性波粒二象性 D.物理特性物理特性 E.生物效應(yīng)特性生物效應(yīng)特性習(xí)題EEEB試題開(kāi)始是試題開(kāi)始是35個(gè)備選答案，備選答案后提出至少個(gè)備選答案，備選答案后提出至少2道試道試題，請(qǐng)為每一道試題選擇一個(gè)與其關(guān)系密切的答案。每題，請(qǐng)為每一道試題選擇一個(gè)與其關(guān)系密切的答案。每個(gè)備選答案可以選用一次，也可以選用數(shù)次，也可以不個(gè)備選答案可以選用一次，也可以選用數(shù)次，也可以不選用。選用。 1X射線的發(fā)現(xiàn)基于射線的發(fā)現(xiàn)基于2量熱法依據(jù)的原理是量熱法依據(jù)的原理是3感光作用屬于感光作用屬于4腫瘤放射

10、治療的基礎(chǔ)是利用腫瘤放射治療的基礎(chǔ)是利用5照射量的測(cè)量利用的是照射量的測(cè)量利用的是A化學(xué)特性化學(xué)特性 B生物效應(yīng)特性生物效應(yīng)特性 C熱作用熱作用D熒光作用熒光作用 E電離本領(lǐng)電離本領(lǐng)DC A B E 生物作用生物作用一、一、X X線產(chǎn)生的條件線產(chǎn)生的條件高速電子流高速電子流陽(yáng)極靶陽(yáng)極靶高壓電場(chǎng)高壓電場(chǎng)真空真空 第三節(jié)第三節(jié) X 射線的產(chǎn)生條件與裝置射線的產(chǎn)生條件與裝置電子源電子源高速帶電粒子撞擊某種物質(zhì)而突然受阻時(shí)都能產(chǎn)生高速帶電粒子撞擊某種物質(zhì)而突然受阻時(shí)都能產(chǎn)生X射線射線條件條件(1).(1).X-X-射線管射線管(2).(2).低壓源低壓源(510v)(510v)(3).(3).高壓高壓

11、(10(104 410105 5v )v )二、二、 X 射線的發(fā)生裝置射線的發(fā)生裝置核心部分核心部分X X射線管射線管陽(yáng)極阻止高速電子流陽(yáng)極阻止高速電子流陰極產(chǎn)生電子陰極產(chǎn)生電子旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極固定陽(yáng)極固定陽(yáng)極鎢絲鎢絲玻璃殼玻璃殼X X射線管射線管接變壓器玻璃鎢燈絲金屬聚燈罩鈹窗口金屬靶冷卻水電子X(jué)射線X射線X射線管剖面示意圖（回車鍵演示）X射線的產(chǎn)生過(guò)程演示40KV高壓220V400mA電流261產(chǎn)生產(chǎn)生X射線的必備條件是射線的必備條件是 A電子源電子源 B高速電子流高速電子流 C陽(yáng)極靶面陽(yáng)極靶面 D以上都是以上都是 E以上都不是以上都不是2關(guān)于關(guān)于X線產(chǎn)生條件的敘述，錯(cuò)誤的是線產(chǎn)生條件的

12、敘述，錯(cuò)誤的是 A電子源電子源 B高速電子流高速電子流 C阻礙電子流的靶面阻礙電子流的靶面 D高速電子與靶物質(zhì)相互作用的結(jié)果高速電子與靶物質(zhì)相互作用的結(jié)果 EX線管的靶面均由鉬制成線管的靶面均由鉬制成3X線管的靶面材料通常是線管的靶面材料通常是 A鐵鐵 B鉬鉬 C金金 D銅銅 E鎢鎢4軟組織攝影用軟組織攝影用X線管陽(yáng)極的靶面材料是線管陽(yáng)極的靶面材料是A鎢鎢B鐵鐵 C金金 D鋁鋁 E鉬鉬DEEE第四節(jié)第四節(jié) X射線的產(chǎn)生原理射線的產(chǎn)生原理一、電子與物質(zhì)的相互作用一、電子與物質(zhì)的相互作用高速電子與靶原子碰撞形成的能量損失分為高速電子與靶原子碰撞形成的能量損失分為 碰撞損失碰撞損失-高速電子與靶原子

13、外層電子作用高速電子與靶原子外層電子作用-熱能熱能 輻射損失輻射損失-高速電子與靶原子的內(nèi)層電子或原子核高速電子與靶原子的內(nèi)層電子或原子核作用作用-輻射射線輻射射線 高速電子能量低時(shí)，碰撞損失為主；能量高時(shí)，輻高速電子能量低時(shí)，碰撞損失為主；能量高時(shí)，輻射損失為主射損失為主 X線譜由兩部分組成線譜由兩部分組成1、連續(xù)、連續(xù)X線譜線譜-光譜連續(xù)光譜連續(xù)2、特征特征X線譜線譜-光譜光譜 二、兩種二、兩種X 射線的產(chǎn)生原理射線的產(chǎn)生原理（一）（一）連續(xù)連續(xù)X射線的產(chǎn)生原理射線的產(chǎn)生原理經(jīng)典電磁學(xué)理論經(jīng)典電磁學(xué)理論：當(dāng)一個(gè)帶電：當(dāng)一個(gè)帶電體在外電場(chǎng)中速度變化時(shí)，帶體在外電場(chǎng)中速度變化時(shí)，帶電體向外輻射

14、電磁波電體向外輻射電磁波 依次類推依次類推：高速電子進(jìn)入到原：高速電子進(jìn)入到原子核附近的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電子子核附近的強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，電子的速度大小和方向必然變化，的速度大小和方向必然變化，以電磁波的形式向外輻射能量，以電磁波的形式向外輻射能量，即損失的能量即損失的能量直接轉(zhuǎn)化直接轉(zhuǎn)化成成X線線產(chǎn)生連續(xù)產(chǎn)生連續(xù)X X射線的原因：射線的原因： 電子與靶原子核的相對(duì)位置是任意的電子與靶原子核的相對(duì)位置是任意的 電子進(jìn)入靶的初動(dòng)能經(jīng)過(guò)多少次碰撞輻射而完全喪失也不確定電子進(jìn)入靶的初動(dòng)能經(jīng)過(guò)多少次碰撞輻射而完全喪失也不確定221mveU MaxhfheUfMax minmax fc UeUhc19834min1

15、06 . 11031063. 6nm)(24. 1minkVUX線的最短波長(zhǎng)線的最短波長(zhǎng)minminminmin最短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)最短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)X線最大能量，且最大能量的線最大能量，且最大能量的KeV值等于管電壓值等于管電壓的的KV值值最短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)最大最短波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)最大X線光子能量，產(chǎn)生最線光子能量，產(chǎn)生最大大X線光子能量的條件：線光子能量的條件： 在峰值管電壓下加速在峰值管電壓下加速 單次碰撞傳遞所有能量單次碰撞傳遞所有能量注意注意：最大：最大X線光子能量的線光子能量的KeV等于管電壓的等于管電壓的KV數(shù)值數(shù)值例例：100KV的管電壓產(chǎn)生的最大的管電壓產(chǎn)生的最大X線光子能量為線光子能量為100KeV例

16、例1 :求管電壓為求管電壓為100KV時(shí)時(shí)X線的最短線的最短波長(zhǎng)和最大光子能量波長(zhǎng)和最大光子能量。 解解nm0124. 01001.24)(24. 1minkVU92834101024110310636 .min hchfEMaxeV10J.5 141061影響因素影響因素a、與靶原子序數(shù)成正比與靶原子序數(shù)成正比b、與管電流大小與管電流大小成成正比正比c、與管電壓與管電壓2 2次方次方成成正比正比2XKiZUI連射線的強(qiáng)度為：連續(xù)minmin2.51.5平均最強(qiáng)最強(qiáng)波長(zhǎng)最強(qiáng)波長(zhǎng)1與連續(xù)與連續(xù)X射線的最短波長(zhǎng)有關(guān)的是射線的最短波長(zhǎng)有關(guān)的是 A管電流管電流 B照射時(shí)間照射時(shí)間 C電子電量電子電量

17、D光子數(shù)量光子數(shù)量 E管電壓管電壓2影響連續(xù)影響連續(xù)X射線產(chǎn)生的因素是射線產(chǎn)生的因素是 A靶物質(zhì)靶物質(zhì) B管電流管電流 C管電壓管電壓 D高壓波形高壓波形 E以上都是以上都是3下列敘述正確的是下列敘述正確的是 A連續(xù)連續(xù)X射線強(qiáng)度與靶物質(zhì)的原子序數(shù)成反比射線強(qiáng)度與靶物質(zhì)的原子序數(shù)成反比 B連續(xù)連續(xù)X射線強(qiáng)度與管電流成反比射線強(qiáng)度與管電流成反比 C連續(xù)連續(xù)X射線強(qiáng)度與管電壓成正比射線強(qiáng)度與管電壓成正比 D連續(xù)連續(xù)X射線強(qiáng)度與高壓波形無(wú)關(guān)射線強(qiáng)度與高壓波形無(wú)關(guān) E以上都不對(duì)以上都不對(duì)4計(jì)算計(jì)算150kV的管電壓產(chǎn)生的的管電壓產(chǎn)生的X射線的最短波長(zhǎng)射線的最短波長(zhǎng) A0012399nm B002066

18、5nm C0016532nm D0024798nm E0008266nmEEEE5關(guān)于連續(xù)關(guān)于連續(xù)X線光子能量的敘述，錯(cuò)誤的是線光子能量的敘述，錯(cuò)誤的是 AX線是一束混合能譜線是一束混合能譜 B能量決定于電子的能量能量決定于電子的能量 C能量決定于核電荷能量決定于核電荷 D能量決定于電子接近核的情況能量決定于電子接近核的情況E能量大能量大X線波長(zhǎng)長(zhǎng)線波長(zhǎng)長(zhǎng)6X線束成為混合射線其原因?yàn)榫€束成為混合射線其原因?yàn)?A固有濾過(guò)材料不同固有濾過(guò)材料不同 B靶物質(zhì)的材料不同靶物質(zhì)的材料不同 C由于光電效應(yīng)所致由于光電效應(yīng)所致 D由于康普頓效應(yīng)所致由于康普頓效應(yīng)所致 E陰極產(chǎn)生的電子能量不同陰極產(chǎn)生的電子能

19、量不同7在描述在描述X線時(shí)，經(jīng)常用到線時(shí)，經(jīng)常用到kV(kVp)和和keV兩個(gè)單位，它們之間兩個(gè)單位，它們之間的區(qū)別與聯(lián)系錯(cuò)誤的是的區(qū)別與聯(lián)系錯(cuò)誤的是 AkV是指是指X線管兩極間管電壓的千伏值線管兩極間管電壓的千伏值 BkVp是指峰值管電壓的千伏值是指峰值管電壓的千伏值 CkeV表示單個(gè)電子或光子等基本粒子能量的千電子伏值表示單個(gè)電子或光子等基本粒子能量的千電子伏值 D如果電子從如果電子從100kV管電壓的中，獲得管電壓的中，獲得100keV的高速運(yùn)動(dòng)能量的高速運(yùn)動(dòng)能量 E如果電子從如果電子從100kV管電壓的中，撞擊陽(yáng)極靶物質(zhì)發(fā)生能量轉(zhuǎn)管電壓的中，撞擊陽(yáng)極靶物質(zhì)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生的光子最大

20、能量是換時(shí)，產(chǎn)生的光子最大能量是100kVEEE8產(chǎn)生的產(chǎn)生的X線光譜的頻率是連續(xù)分布的原因是線光譜的頻率是連續(xù)分布的原因是A每個(gè)高速電子與靶原子作用時(shí)的相對(duì)位置不同每個(gè)高速電子與靶原子作用時(shí)的相對(duì)位置不同B各相互作用對(duì)應(yīng)的輻射損失不同各相互作用對(duì)應(yīng)的輻射損失不同C當(dāng)高速電子基本上沒(méi)有受原子核影響的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生能量當(dāng)高速電子基本上沒(méi)有受原子核影響的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生能量相對(duì)低的射線相對(duì)低的射線D當(dāng)高速電子直接撞擊在原子核上，電子失去了它的全部動(dòng)能，當(dāng)高速電子直接撞擊在原子核上，電子失去了它的全部動(dòng)能，產(chǎn)生的產(chǎn)生的X射線的能量等于入射電子的動(dòng)能射線的能量等于入射電子的動(dòng)能 E以上都對(duì)以上都對(duì)9連續(xù)

21、連續(xù)X線光子的能量取決于線光子的能量取決于 A電子接近核的情況電子接近核的情況 B電子的能量電子的能量 C核電荷核電荷D以上都是以上都是 E以上都不是以上都不是10當(dāng)入射電子把全部動(dòng)能轉(zhuǎn)換為當(dāng)入射電子把全部動(dòng)能轉(zhuǎn)換為X射線光子能量時(shí)對(duì)應(yīng)于射線光子能量時(shí)對(duì)應(yīng)于 A.最大波長(zhǎng)最大波長(zhǎng) B.最強(qiáng)波長(zhǎng)最強(qiáng)波長(zhǎng) C.平均波長(zhǎng)平均波長(zhǎng) D.最小頻率最小頻率 E.最短波長(zhǎng)最短波長(zhǎng)DEE11以下描述正確的是以下描述正確的是A在在X射線能譜中，曲線下所包括的總面積代表射線能譜中，曲線下所包括的總面積代表X射線的能量射線的能量B單能單能X射線的強(qiáng)度射線的強(qiáng)度I與光子能量成反比與光子能量成反比 C單能單能X射線的強(qiáng)

22、度射線的強(qiáng)度I與光子數(shù)目成反比與光子數(shù)目成反比 D單能單能X射線的強(qiáng)度射線的強(qiáng)度I與光子數(shù)目無(wú)關(guān)與光子數(shù)目無(wú)關(guān) E單能單能X射線的強(qiáng)度射線的強(qiáng)度I與光子數(shù)目成正比與光子數(shù)目成正比E（二）特征（二）特征X射線的產(chǎn)生原理射線的產(chǎn)生原理鎢靶在較高管電壓下的鎢靶在較高管電壓下的X射線譜射線譜 線狀光譜的能量與管電壓無(wú)關(guān)線狀光譜的能量與管電壓無(wú)關(guān) 由靶的物質(zhì)材料性能決定由靶的物質(zhì)材料性能決定 不同靶材料都有自己特定的形狀不同靶材料都有自己特定的形狀 光譜光譜nuclearkLM自由電子自由電子高速電子高速電子（1 1）特征特征X線產(chǎn)生的物理過(guò)程線產(chǎn)生的物理過(guò)程 高速電子進(jìn)入靶物質(zhì)后，其動(dòng)能被高速電子進(jìn)入

23、靶物質(zhì)后，其動(dòng)能被靶原子內(nèi)殼層電子獲得，一部分用來(lái)靶原子內(nèi)殼層電子獲得，一部分用來(lái)脫離原子核束縛作功（逸出功）；另脫離原子核束縛作功（逸出功）；另一部分變成逸出后電子的動(dòng)能。一部分變成逸出后電子的動(dòng)能。當(dāng)電子逸出后，原子內(nèi)殼當(dāng)電子逸出后，原子內(nèi)殼層就出現(xiàn)了空位，外殼層層就出現(xiàn)了空位，外殼層電子將向內(nèi)殼層填充，輻電子將向內(nèi)殼層填充，輻射的電磁波射的電磁波（ X線）線）由兩由兩能級(jí)差確定能級(jí)差確定 E2- E1= hc/v 特征放射示意圖特征放射示意圖（2）特征特征X射線的激發(fā)電壓射線的激發(fā)電壓 靶原子的軌道電子在原子中有確定的結(jié)合能靶原子的軌道電子在原子中有確定的結(jié)合能W。當(dāng)炸彈當(dāng)炸彈電子的動(dòng)能

24、大于內(nèi)層電子結(jié)合能電子的動(dòng)能大于內(nèi)層電子結(jié)合能時(shí)，才可能時(shí)，才可能使電子逸出造成空位，產(chǎn)生使電子逸出造成空位，產(chǎn)生X射線。射線。炸彈電子的動(dòng)能大小完全由管電壓確定炸彈電子的動(dòng)能大小完全由管電壓確定WeU U = W/e 為最低激發(fā)電壓。為最低激發(fā)電壓。Uk UL UM UN X光子輻射以光子輻射以K系為主。系為主。幾種靶材料產(chǎn)生幾種靶材料產(chǎn)生K、L系特征放射的激發(fā)電壓系特征放射的激發(fā)電壓（3）影響特征影響特征X射線的因素射線的因素nKKUUiKI)(2 需要指出需要指出:特征特征X線只占很少一部分，醫(yī)用線只占很少一部分，醫(yī)用X線主線主 要使用連續(xù)輻射部分，物質(zhì)結(jié)構(gòu)的光譜分析用特征輻要使用連續(xù)輻

25、射部分，物質(zhì)結(jié)構(gòu)的光譜分析用特征輻射射特征譜線位置特征譜線位置(頻率大小頻率大小)只與物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。只與物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。特征譜線的強(qiáng)度特征譜線的強(qiáng)度（K系系）X射線是如何產(chǎn)生的第五節(jié)第五節(jié) X 射線的量與質(zhì)射線的量與質(zhì)一、概念及其表示方法一、概念及其表示方法X X射線的強(qiáng)度射線的強(qiáng)度 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)與射線方向垂直的單位面積的單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)與射線方向垂直的單位面積的X X射線射線能量之和能量之和使使X X射線強(qiáng)度增加的方法：射線強(qiáng)度增加的方法： 1 1）增加管電流：使單位時(shí)間內(nèi)轟擊陽(yáng)靶的高速電子）增加管電流：使單位時(shí)間內(nèi)轟擊陽(yáng)靶的高速電子數(shù)目增多數(shù)目增多 2 2）增加管電壓：使每個(gè)光子的能量增大）

26、增加管電壓：使每個(gè)光子的能量增大X X射線的量射線的量X X射線的量：射線的量： 指指X X射線束的光子數(shù)目。通常以射線束的光子數(shù)目。通常以X X線管的線管的管電流與管電流與X X線照射時(shí)間線照射時(shí)間乘積，即毫安秒來(lái)表示乘積，即毫安秒來(lái)表示X X線的量。線的量。X X射線的質(zhì)（硬度）射線的質(zhì)（硬度） 指它的指它的貫穿本領(lǐng)，決定于波長(zhǎng)貫穿本領(lǐng)，決定于波長(zhǎng)。 波長(zhǎng)愈短的波長(zhǎng)愈短的X X射線，光子的能量愈大，貫穿本領(lǐng)射線，光子的能量愈大，貫穿本領(lǐng)愈強(qiáng)，它的硬度就愈大。愈強(qiáng)，它的硬度就愈大。X X射線的硬度的影響因素：射線的硬度的影響因素： 由管電壓控制，管電壓愈高，由管電壓控制，管電壓愈高，X X射

27、線愈硬。因此，射線愈硬。因此，在醫(yī)學(xué)上通常用在醫(yī)學(xué)上通常用管電壓來(lái)衡量管電壓來(lái)衡量X X射線的硬度。射線的硬度。 同時(shí)也與濾過(guò)情況相關(guān)，過(guò)濾板越厚，線質(zhì)越硬同時(shí)也與濾過(guò)情況相關(guān)，過(guò)濾板越厚，線質(zhì)越硬名名 稱稱管電壓管電壓(kV)最短波長(zhǎng)最短波長(zhǎng)(nm)主要用途主要用途極軟極軟X射線射線軟軟X射線射線硬硬X射線射線極硬極硬X射線射線52020100250以上以上0.250.0620.0620.0120.005以下以下軟組織攝影，表皮治療軟組織攝影，表皮治療透視和攝影透視和攝影較深組織治療較深組織治療深部組織治療深部組織治療1002500.0120.005二、影響二、影響 X 射線量與質(zhì)的因素射線

28、量與質(zhì)的因素 1、影響、影響X線線 量的因素量的因素I U2iZt（1）靶原子靶原子 Z（2）管電流管電流（3）管電壓管電壓（4）投照時(shí)間投照時(shí)間管電流對(duì)管電流對(duì)X射線量的影響射線量的影響管電壓對(duì)管電壓對(duì)X射線量的影響射線量的影響靶物質(zhì)的原子序數(shù)對(duì)靶物質(zhì)的原子序數(shù)對(duì)X射線量的影響射線量的影響2、影響、影響X線質(zhì)的因素線質(zhì)的因素影響影響X光子頻率的因素光子頻率的因素 取決于管電壓的大小取決于管電壓的大小 濾過(guò)條件也會(huì)產(chǎn)生影響濾過(guò)條件也會(huì)產(chǎn)生影響第六節(jié)第六節(jié) X射線的產(chǎn)生效率射線的產(chǎn)生效率 在在X線管中產(chǎn)生線管中產(chǎn)生X線能量與加速電子所消耗電能的比線能量與加速電子所消耗電能的比值叫值叫X線的產(chǎn)生效

29、率線的產(chǎn)生效率 用連續(xù)用連續(xù)X線的總線的總強(qiáng)度表示強(qiáng)度表示X線的輻線的輻射功率射功率( (極少的特極少的特征征X X線可忽略線可忽略) ) 加速電壓產(chǎn)生的加速電壓產(chǎn)生的總功率總功率 ( (大部分轉(zhuǎn)大部分轉(zhuǎn)換成熱能換成熱能) ) 為管電為管電流與管電壓的乘積流與管電壓的乘積2KiZUI 199104 . 1101 . 1VKiUKZUiUKiZU 2 X線管產(chǎn)生線管產(chǎn)生X線的線的效率一般不足效率一般不足1%,絕大部分生成熱而絕大部分生成熱而使靶面大幅升溫。使靶面大幅升溫。例例2：求鎢：求鎢(Z=74)靶靶 在管電壓為在管電壓為100kV 時(shí)時(shí)X線的產(chǎn)生效率。線的產(chǎn)生效率。鎢靶在不同電壓值的效率鎢靶在不同電壓值的效率解：解：%9 . 01074102 . 159KZUX線的產(chǎn)生效率線的產(chǎn)生效率1 1下列敘述錯(cuò)誤的是下列敘述錯(cuò)誤的是 A A管