第十四章 X射线1

第十四章

X射线本章主要内容X射线的产生、强度和硬度

X射线谱：连续X射线谱、标识X射线谱X射线的吸收：单色X射线的吸收规律、半价层

X射线的性质和医学应用伦琴伦琴W.K.RontgenW.K.Rontgen(1845~1923)(1845~1923)1901年获首届诺贝尔物理学奖由于对这种射线本质等不了解，称为X射线。1895年，德国物理学家伦琴在研究阴极射线(高速运动的电子流）的过程中，发现了一种穿透力很强的射线。+高压电源金属靶电子流高能X射线RadiographofthehandofMrs.RontgentakenonDecember22nd,1895.(Bertha'shandwitharing)X

射线透视X

射线摄影X线计算机体层成像（X-CT）一、X射线的产生装置1.X射线产生的两个基本条件:1).高速运动的电子流；2).阻止电子运动的适当的障碍物(靶)。2.X射线产生装置X射线管：由阴极和阳极靶材料真空密封构成，使高能电子撞

击到靶材料上产生X射线阴极阳极+金属靶低压电源：加热阴极的钨丝释放热电子。高压电源：提供管电压，使电子加速获得很大的动能。低压电源高压电源X射线管mAT2(降压变压器）T1（升压变压器）整流

X射线管管电流I

管电压KV220VR低压电源V量级高压电源kV量级

220V+_X射线机的电路图+管电压管电流U(kV)i(mA)X射线管电流i

：X射线管电压U

：（1）低压电源与管电流i（mA)：

T2降压-->R-->灯丝电流-->热电子数量-->管电流i(mA)（2）高压电源与管电压U(kV)：

T1升压-->整流-->X管直流高压U(kV)-->电子获得高速（3）高速电子撞击靶---->产生热能（>99%）和X线能（<1%）理论和实践证明：当速度（管电压）、数量相同的电子（管电流）轰击阳靶时，产生X光子的数量和光子能量与靶材料的Z2成正比。靶物质：熔点高且易散热、原子序数（Z）大。如

Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Ag、W等散热方法：

散热片通风冷却中空阳极，通入流动冷却油二、X线的强度与硬度1.X线的强度（I）:

（1）定义：单位时间内通过与射线方向垂直的单位面积的X射线的能量。两个决定因素：每个光子所具有的能量；靶在单位时间内发出X光子的数目。Ni能量为hνi的光子数。单位为W.m-2①增加管电流，使单位时间内轰击阳极靶的高速电子数目增多，从而增加所产生的光子数目N；②增加管电压，可使每个光子的能量增加。

（2）增加X射线强度的方法

（3）实际应用中表示方法①光子数不易测，通常采用管电流的毫安数来表示X射线的强度。人体进行X射线诊断和治疗时，必须严格考虑照射量的毫库伦数。即：I

光子数电子数管电流②X射线的总辐射能量，一般用管电流与辐射时间的乘积表示（mA.s），其等于X射线管中电子流总电量的毫库伦数。2.X线的硬度医学上常用管电压的千伏数（kV）表示X线硬度。管电压U↑→电子动能↑→撞出的光子能量h

↑→能量大的光子不容易被物质吸收→越硬.

指X射线的贯穿本领，X射线的波长越短(频率高X射线光子的能量越大)，则贯穿本领越强，硬度越大。名称管电压（kV）最短波长(nm)主要用途极软X射线软X射线硬X射线极硬X射线5～2020～100100～