X线成像演示课件.ppt

第一章X线成像;1895年德国物理学家伦琴先生发现一种高能量、肉眼看不见、具有穿透性、且能使荧光物质发光的射线，因当时不了解其性质，故称之为X线，又称之为伦琴射线。;德国物理学家伦琴先生;4;X-Rays;X线的性质：波动性与粒子性

波动性：横波。具有波的反射、干涉、衍射等性质，它的波长比紫外线短许多。用频率、波长等物理量来描述。

粒子性：众所周知，量子论认为任何电磁辐射说到底是各种不同的、分离的能量‘包’的发射。用光子能量来描述。

能量‘包’(光子)。光子的能量与电磁辐射的频率成正比。;（1）X线的产生;

阴极。由金属丝组成，用低压电源加热，引起热发射，提供足够数量的电子；

真空室。能耐受足够的阳极和阴极间的电压，该电压把电子加速，称为管电压；

阳极。通常为镶嵌在铜制圆柱柱端斜面上的小钨块（靶），供高能电??轰击，将电子能量转变为X-射线光子。;高速电子轰击阳极靶原子产生X-射线。

灯丝:产生电子

高压:加速电子

靶:阻挡电子，产生X-射线;X线管的焦点;标识X线

轫致辐射X线;a)高速电子与原子内K层电子作用；

b)将K层电子击出，一方面形成光电子，一方面在K层留下空穴；

c)外层电子填补K层空穴，由于外层电子具有更高的能级，它有回到内层的倾向。当它回到内层（例如K层）填补空穴时，发出射线。射线的波长取决于靶物质的原子序数，而与外加电压无关。故称为特征射线或标识射线;由内而外K,L，M，能级步步上升，从L到K，能级由

-10kev降到

-70Kev,余下的能量以标识射线发出！;

机理：当高速电子进入阳极靶材料的原子核附

近时，受原子核引力的作用发生偏转，其速度减

慢，电子所损失的能量以X线光子形式辐射出

来，其光子能量呈连续变化，称韧致辐射。;;16;1）穿透性：

穿透力与物质的原子序数有关。同一波长的X-射线，对原子序数低的物质穿透力强，对原子序数高的物质穿透力弱。

穿透力与X线管电压有关。电压越高，产生的X线波长越短，穿透力越强；反之，电压越低，产生的X线波长越长，穿透力越弱。

穿透力也与被照物体的厚度和密度有关。

————X线的穿透性是X线成像的基础

;2）荧光作用：能激发某些荧光物质（如硫化锌镉及钨酸钙等）发出荧光—可见光。即X线作用于荧光物质时，物质原子被激发或电离，当被激发的原子恢复到基态时，就释放出荧光。

————应用于荧光摄影如X-射线透视。

;3）化学反应：使照相胶片感光。涂有溴化银的胶片可以感光，产生潜影，经过显影、定影处理，感光的溴化银中的银离子被还原，并沉淀于胶片的胶膜内，在胶片上呈黑色。未感光的溴化银被从胶片上冲洗掉，显出胶片片基的透明本色。依金属银沉淀的多少，便产生了黑白影像。

————X-射线摄影的基础。

;4）电离效应：具有足够能量的X线光子撞击物质时，可以撞击出物质原子中的电子，使电子脱离原子而产生第一次电离。脱离原子的电子获得足够多的能量又可以与其他原子作用，产生二次电离。

空气的电离程度与空气所吸收的X线的量成正比，因此通过测量空气电离的程度可计算出X线的量。;5）生物效应：X线进入人体，也产生电离作用，使人体产生生物学方面的改变。生物细胞经一定量的X线照射后可产生抑制、损伤甚至坏死。

————放射治疗学和放射防护学的基础。;1、X线的强度;连续X线的强度：;（b）X线的量与质;X线的质(X-rayquality)：表示X线的硬度。

;阳极效应---足跟效应;

X-射线与物质的相互作用的过程:

入射X-射线通过物质时，光子渐渐损失掉，在入射方向，射线愈来愈弱，衰减。

衰减的过程主要有三种：光电效应，康普顿散射和电子对生成。;1、光电效应;光电效应：

作用对象：X-射线与物质原子的内层电子或束缚电子相互作用。

过程：若光子能量大于束缚电子的结合能。

1）电子被光子击出：“光电子”产生。光子本身消失了，

2）物质的原子被电离，原壳层处留下空位。

3）“光电子”继续撞击物质中的其它原子，它的动能以热的形式消耗在附近晶格中；

4）空位为外层电子（自由电子）所填充，产生辐射：发出标识X-射线光子。;;康普顿散射系由光子在自由电子（近似自由）上的非弹性碰撞所致。康普顿散射发生的几率与单位体积内的电子总数成正比。一般说来，康普顿散射的截面与入射光子的能量、物质的原子序数关系不大。;康普顿散射：

作用对象：X-射线与物质原子的外层电子或自由电

子相互作用。入射X-射线光子把一部分能量传给

电子。

1）电子沿一角度反冲弹出，动能通过电离和激发过程最后变成热消耗掉；

2)