X射线的产生.ppt

放射物理与防护放射物理与防护放射物理与防护放射物理与防护放射物理与防护 李伟李伟 山东医学高等专科学校山东医学高等专科学校第三章第三章 X X射线的产生射线的产生第一节第一节 X X射线的发现及用途射线的发现及用途第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性第三节第三节 X X射线的产生条件及装置射线的产生条件及装置第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理第五节第五节 X X射射线的量与质线的量与质第六节第六节 X X射线的产生效率射线的产生效率第七节第七节 X X射射线辐射场的空间分布线辐射场的空间分布本章目录本章目录学习目标学习目标1.1.掌握：掌握：X X射射线的发现、本质与特性；线的发现、本质与特性；X X射射线的发线的发生条件与装置；生条件与装置；X X射射线的量与质；线的量与质；X X射射线的产生效线的产生效率。率。2.2.熟悉：熟悉：电子与物质的相互作用以及两种电子与物质的相互作用以及两种X X射射线的线的产生原理；产生原理；X X射射线强度的空间分布。线强度的空间分布。3.3.了解：了解：X X射射线的发现及用途。线的发现及用途。第一节第一节 X X射线的发现及用途射线的发现及用途一、一、X X射线的发现过程射线的发现过程第一节第一节 X X射线的发现及用途射线的发现及用途18951895年年1111月月8 8日，德国理学日，德国理学家威廉家威廉康拉德康拉德伦琴在德伦琴在德国沃兹堡大学实验室用克鲁国沃兹堡大学实验室用克鲁克斯管研究高真空下放电现克斯管研究高真空下放电现象时，意外发现象时，意外发现X X射线。射线。威廉威廉康拉德康拉德伦琴伦琴 第一节第一节 X X射线的发现及用途射线的发现及用途18951895年年1212月月2828日伦琴写日伦琴写出了他的第一篇关于出了他的第一篇关于X X线线的论文，发表后立即引的论文，发表后立即引起了人们极大的兴趣。起了人们极大的兴趣。一、一、X X线的历史线的历史 伦琴提交给威尔茨堡市物理医学会的论文伦琴提交给威尔茨堡市物理医学会的论文 关于一种新射线的初步报告关于一种新射线的初步报告第一节第一节 X X射线的发现及用途射线的发现及用途一、一、X X射线的发现过程射线的发现过程 19011901年年,伦琴荣获了当年伦琴荣获了当年度首届诺贝尔物理学奖。度首届诺贝尔物理学奖。德国沃兹堡大学物理研究所（上图）德国沃兹堡大学物理研究所（上图）伦琴发现伦琴发现X线的实验室（左图）线的实验室（左图）二、二、X X射线的用途射线的用途2.2.工业领域工业领域晶体结构分析晶体结构分析工业探伤工业探伤货运集装箱货运集装箱透视检查透视检查科学研究科学研究半导体、机械加工半导体、机械加工核医学成像核医学成像XCTXCT磁共振成像磁共振成像热图像热图像介入性放射学介入性放射学内镜技术内镜技术1.1.医学（影像学）领域医学（影像学）领域第一节第一节 X X射线的发现及用途射线的发现及用途第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性一、一、X X射线的本质射线的本质 X X射线的本质属于电离辐射。频率为射线的本质属于电离辐射。频率为 波长为波长为第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性一、一、X X射线的本质射线的本质 X X射线具有电磁波的共性：波动性和粒子性射线具有电磁波的共性：波动性和粒子性（一）（一）X X射线具有波动性射线具有波动性 X X射线与可见光一样，具有衍射、射线与可见光一样，具有衍射、偏振、反射、折射等现象，说明偏振、反射、折射等现象，说明X X射线具有波动性。射线具有波动性。X X线波动性主要线波动性主要表现在以一定的波长和频率在空表现在以一定的波长和频率在空间传播。它是一种横波，其传播间传播。它是一种横波，其传播速度在真空中与光速相同。速度在真空中与光速相同。max2200PCmax2200PC型型X X射线衍射仪射线衍射仪第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性一、一、X X射线的本质射线的本质 X X线具有电磁波的共性：波动性和粒子性线具有电磁波的共性：波动性和粒子性（二）（二）X X射线具有粒子性射线具有粒子性 X X射线的粒子性能解释射线的粒子性能解释X X射射线的光电效应、荧光作用、线的光电效应、荧光作用、电离作用等过程。依据量电离作用等过程。依据量子论学说以及相对论的原子论学说以及相对论的原理则：理则：光子能量：光子能量：光子质量：光子质量：光子动量：光子动量：第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性二、二、X X射线的基本特性射线的基本特性（一）物理特性（一）物理特性（三）生物特性（三）生物特性（二）化学特性（二）化学特性 第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性二、二、X X射线的基本特性射线的基本特性（一）物理特性（一）物理特性 1.X射线不可见，在均匀、各向同性的介质中直线传播2.X射线不带电 经过电、磁场时不发生偏转3.X射线穿透性 透视、摄影、CT等检查手段 按人体组织对按人体组织对X X射线透射性能的不同分为三类：射线透射性能的不同分为三类：易透性组织易透性组织 中等透射物质中等透射物质 不易透射性组织不易透射性组织易透性组织易透性组织 中等透射物质中等透射物质 不易透射性组织不易透射性组织气体气体 结缔组织结缔组织 骨骼骨骼 肌肉组织肌肉组织 脂肪组织脂肪组织 软骨软骨 血液血液第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性二、二、X X射线的基本特性射线的基本特性（一）物理特性（一）物理特性 4.X射线荧光性 使物质发出荧光5.X射线电离作用 放射治疗（损伤性）6.X射线热作用 使物体升温（量热法）7.X射线波动性 波长测定、物质结构分析vX射线透视荧光屏v增感屏v影像增强器v闪烁计数器 第二节第二节 X X射线的本质与特性射线的本质与特性二、二、X X射线的基本特性射线的基本特性（三）生物效应特性（三）生物效应特性（二）化学特性（二）化学特性 1.感光作用 X射线摄影和工业无损探伤检查2.着色作用 脱水作用（结晶体脱水改变颜色）X射线对生物组织、细胞具有损伤的作用，称为X射线的生物效应。X射线对人体不同组织的损伤程度是不同的。第三节第三节 X X射线的产生条件及装置射线的产生条件及装置第三节第三节 X X射线的产生射线的产生一、一、X X射线的产生条件射线的产生条件 在高真空管内高速行进成束的电子流撞击在高真空管内高速行进成束的电子流撞击阳极靶阳极靶(钨、钼等钨、钼等)时与原子核或内层电子相时与原子核或内层电子相互作用而产生互作用而产生X X射线，即高速电子流和靶物射线，即高速电子流和靶物质相互作用的结果产生质相互作用的结果产生X X线。归纳来讲，产线。归纳来讲，产生生X X线必须具备三个条件。线必须具备三个条件。一、一、X X射线的产生条件射线的产生条件 电子源电子源(加热后得到并通过电场的作用力奔向阳极加热后得到并通过电场的作用力奔向阳极)适当的靶物质适当的靶物质(用高原子序数、高熔点的钨制成阳极用高原子序数、高熔点的钨制成阳极)高速电子流高速电子流(A A高电压产生的强电场高电压产生的强电场B B真空度高的空间真空度高的空间)第三节第三节 X X射线的产生射线的产生二、二、X X射线的发生装置射线的发生装置 1.X1.X射线机（装置）定义：电能射线机（装置）定义：电能 X X射线能射线能2.X2.X射线机分类射线机分类诊断机：诊断机：用于透视、摄影和各种特殊检查用于透视、摄影和各种特殊检查的统称为诊断的统称为诊断X X射线机（射线机（CTCT、MRIMRI、DSADSA）。）。治疗机：治疗机：用于疾病治疗的统称为治疗用于疾病治疗的统称为治疗X X射线射线机机(加速器、加速器、Co60Co60治疗机治疗机)。第三节第三节 X X射线的产生射线的产生二、二、X X射线的发生装置射线的发生装置 3.X3.X射线机的构成射线机的构成：主机主机机械及其辅助设备机械及其辅助设备X X线管线管高压发生器高压发生器控制台控制台第三节第三节 X X射线的产生射线的产生二、二、X X射线的发生装置射线的发生装置 3.3.玻璃管套玻璃管套：是一个高真空度的空间，：是一个高真空度的空间，主要对阳极和阴极起固定作用。主要对阳极和阴极起固定作用。2.2.阳极（靶）：阳极（靶）：它能使高速电子突然受阻它能使高速电子突然受阻而产生而产生X X射线。射线。1.1.阴极（电子源）阴极（电子源）：其作用是按需要提供：其作用是按需要提供足额数量的电子，经聚焦加速后撞击阳极足额数量的电子，经聚焦加速后撞击阳极而产生而产生X X射线。射线。射射线线管管的的组组成成X X第三节第三节 X X射线的产生射线的产生二、二、X X射线的发生装置射线的发生装置 旋转阳极旋转阳极X线管线管 第三节第三节 X X射线的产生射线的产生X线管剖面结构示意图线管剖面结构示意图二、二、X X射线的发生装置射线的发生装置 旋转阳极旋转阳极X线管线管 第三节第三节 X X射线的产生射线的产生第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理一、电子与物质的相互作用一、电子与物质的相互作用 电子在碰撞过程中的能量损失分为电子在碰撞过程中的能量损失分为碰撞损失碰撞损失和和辐射损失辐射损失。碰撞损失碰撞损失(collision loss)(collision loss)只涉及原只涉及原子的外层电子，这部分能量将全部变为热。子的外层电子，这部分能量将全部变为热。辐射损失辐射损失(radiation loss)(radiation loss)涉及内层涉及内层电子和原子核。电子和原子核。1.1.当电子处于较低能量时，能量损失主要是当电子处于较低能量时，能量损失主要是碰撞碰撞损失损失，靶原子外层电子的激发和电离占相当大的，靶原子外层电子的激发和电离占相当大的比例（比例（原子序数较低原子序数较低时表现尤其明显）。时表现尤其明显）。2.2.当电子处于高能量时，能量损失由碰撞损失逐当电子处于高能量时，能量损失由碰撞损失逐渐转为渐转为辐射损失辐射损失（原子序数较高原子序数较高时表现尤其明显，时表现尤其明显，比如钨、钼）。比如钨、钼）。碰撞损失和辐射损失的区别与联系：碰撞损失和辐射损失的区别与联系：一、电子与物质的相互作用一、电子与物质的相互作用 第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理二、两种二、两种X X射线的产生原理射线的产生原理 连续连续X X射线：射线：X X射线谱特点为射线谱特点为连续连续的的特征特征X X射线：射线：X X线射谱特点为线射谱特点为线状线状的的X X射线管发出的射线管发出的X X线是由线是由连续连续X X射线射线和和特征特征X X射线射线（标识（标识X X射线）两部分组成的混合射线。射线）两部分组成的混合射线。第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（一）连续（一）连续X X射线的产生原理射线的产生原理 轫致辐射轫致辐射(bremsstrahlung(bremsstrahlung radiation)radiation)：又称连续放射，：又称连续放射，是高速电子流撞击阳极是高速电子流撞击阳极靶面时，与靶物质的原靶面时，与靶物质的原子核相互作用而产生的、子核相互作用而产生的、连续波长的连续波长的X X射线射线(连续连续X X线线)的过程。的过程。1.1.连续连续X X射线产生的物理过程射线产生的物理过程第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（一）连续（一）连续X X射线的产生原理射线的产生原理 由于每个高速电子与靶由于每个高速电子与靶原子作用时的相对位置原子作用时的相对位置不同（如左图），且每不同（如左图），且每个电子与靶原子作用前个电子与靶原子作用前具有的能量也不同，所具有的能量也不同，所以各次相互作用对应的以各次相互作用对应的辐射损失也不同，因而辐射损失也不同，因而发出的发出的X X光子频率也互不光子频率也互不相同。相同。第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（一）连续（一）连续X X射线的产生原理射线的产生原理 使用钨靶保持管使用钨靶保持管电流不变，将管电电流不变，将管电压从压从20kV20kV增加到增加到50kV50kV时，测量各波时，测量各波段的相对强度而绘段的相对强度而绘成的连续成的连续X X线谱线谱（如右图）（如右图）第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（一）连续（一）连续X X射线的产生原理射线的产生原理2.2.连续连续X X线的最短波长线的最短波长minmin：式中，式中，U U的单位为的单位为kVkV，minmin的单位为的单位为nmnm。可见，连续可见，连续X X射线的最短波长射线的最短波长只与管电压有关。只与管电压有关。第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（一）连续（一）连续X X射线的产生原理射线的产生原理3.3.影响连续影响连续X X射线的因素：射线的因素：第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（一）连续（一）连续X X射线的产生原理射线的产生原理【例例】求管电压为求管电压为10OkV10OkV时，产生连续时，产生连续X X线的最短波长、最线的最短波长、最强波长、平均波长和最大光子能量。强波长、平均波长和最大光子能量。最强波长最强波长 平均波长平均波长 最大光子能量最大光子能量 解：产生连续解：产生连续X X线的最短波长线的最短波长第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（二）特征（二）特征X X射线的产生原理射线的产生原理1.1.特征特征X X射线产生的物理过程射线产生的物理过程第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理产生线状光谱产生线状光谱X X线的过程与线的过程与管电压无关，完全由靶材料管电压无关，完全由靶材料的性质决定，它表征靶物质的性质决定，它表征靶物质的原子结构特性，而与其它的原子结构特性，而与其它因素无关。通常把这种辐射因素无关。通常把这种辐射称为称为特征辐射特征辐射，也称为，也称为标识标识辐射辐射(characteristic(characteristic radiation)radiation)由此产生的由此产生的X X射射线称为特征线称为特征X X射线。射线。（二）特征（二）特征X X射线的产生原理射线的产生原理第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理 hh为特征为特征X X光子能量光子能量(即跃迁过程中释放即跃迁过程中释放的能量的能量););E2E2为跃迁前的能量为跃迁前的能量 ;E1;E1为跃迁后的能为跃迁后的能量。量。不同的靶物质发出的不同的靶物质发出的X X射线的波长不同，原射线的波长不同，原子序数越高，产生的子序数越高，产生的X X射线波长越短。特征射线波长越短。特征X X射线与射线与X X射线管的管电流无关。射线管的管电流无关。（二）特征（二）特征X X射线的产生原理射线的产生原理第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理vK K系激发：系激发：K K层电子被激出的过程层电子被激出的过程vK K系辐射：系辐射：外层电子跃迁到外层电子跃迁到K K层上层上所辐射出的特征所辐射出的特征X X射线。射线。vK K、K K 谱线：谱线：电子由电子由L LK K，M MK K所所引起的引起的K K系辐射。系辐射。（二）特征（二）特征X X射线的产生原理射线的产生原理第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理（二）特征（二）特征X X射线的产生原理射线的产生原理第四节第四节 X X线的产生机制线的产生机制2.2.特征特征X X射线的激发电压射线的激发电压靶原子的轨道电子在原子中具有确定的结合能（靶原子的轨道电子在原子中具有确定的结合能（W W）只）只有当入射高速电子的动能大于其结合能时，才有可能被击有当入射高速电子的动能大于其结合能时，才有可能被击脱造成电子空位，产生特征脱造成电子空位，产生特征X X线。入射电子的动能完全由管线。入射电子的动能完全由管电压决定。电压决定。管电压必须满足下式的关系管电压必须满足下式的关系给定的靶原子，各线系的最低激发电给定的靶原子，各线系的最低激发电压大小按其相应的电子空位所产生的压大小按其相应的电子空位所产生的壳层内电子结合能大小有以下关系。壳层内电子结合能大小有以下关系。（二）特征（二）特征X X射线的产生原理射线的产生原理3.3.影响特征影响特征X X射线强度的因素：射线强度的因素：第四节第四节 X X射线的产生原理射线的产生原理K K系特征系特征X X线的强度线的强度K K系特征系特征X X线的强度与线的强度与管电流管电流成正比，管成正比，管电压大于激发电压时才发生电压大于激发电压时才发生K K系放射，并系放射，并随管电压的升高随管电压的升高K K系强度系强度迅速增大。迅速增大。第五节第五节 X X射线的量与质射线的量与质一、概念及其表示方法一、概念及其表示方法第五节第五节 X X射线的量与质射线的量与质（一）物理角度对（一）物理角度对X X射射线的量与质定义线的量与质定义 1.X 1.X射线的量：射线的量：在单位时间内在单位时间内X X线线束内的光子线线束内的光子数数 。单色单色X X线强度线强度复色复色X X线强度线强度 2.X 2.X射线的质：射线的质：X X线穿透物质的本领或者光子的能线穿透物质的本领或者光子的能量。量。一、概念及其表示方法一、概念及其表示方法第五节第五节 X X射线的量与质射线的量与质（二）临床角度对（二）临床角度对X X线的量和质定义线的量和质定义 1.X 1.X线的量：线的量：管电流决定管电流决定X X射线的量射线的量 X X射线管的管电流决定于阴极灯丝电流，管电流射线管的管电流决定于阴极灯丝电流，管电流愈大表明阴极发射的电子数愈多，则电子撞击阳极愈大表明阴极发射的电子数愈多，则电子撞击阳极靶产生的靶产生的X X射射线量也愈多。在实际放射工作中，一般线量也愈多。在实际放射工作中，一般是用是用管电流和照射时间管电流和照射时间的乘积来表示的乘积来表示X X射线的量。射线的量。【例】【例】一次拍片需要的一次拍片需要的X X线量为线量为 ，就可以选择，就可以选择 或者或者一、概念及其表示方法一、概念及其表示方法第五节第五节 X X射线的量与质射线的量与质（二）临床角度对（二）临床角度对X X线的量和质定义线的量和质定义 2.X 2.X射线的质射线的质（硬度）（硬度）：管电压决定管电压决定X X射线的质射线的质 X X射线管射线管通常用表示通常用表示X X射线穿透能力的射线穿透能力的半价层半价层来来表示表示X X射线的质，半价层就是使一束射线的质，半价层就是使一束X X射线的强度减射线的强度减弱到其初始值一半时所需要的标准物质的厚度。弱到其初始值一半时所需要的标准物质的厚度。诊断用诊断用X X线通常用线通常用铝铝作为表示半价层的物质，作为表示半价层的物质，半半价层愈大表示价层愈大表示X X射线的质愈硬。射线的质愈硬。二、影响二、影响X射线量的因素射线量的因素第五节第五节 X X射线的量与质射线的量与质 1.1.管电流对管电流对X X射线量的影响射线量的影响 管电流越大表明阴极发射的电管电流越大表明阴极发射的电子越多，因而电子撞击阳极靶子越多，因而电子撞击阳极靶产生的产生的X X射线的量也越大，发射射线的量也越大，发射出的出的X X射线的强度也就越大。射线的强度也就越大。图中看到图中看到100mA100mA和和250mA250mA的两条的两条曲线，其曲线，其X X射线最短波长和最长射线最短波长和最长波长都完全一样，只是曲线下波长都完全一样，只是曲线下所包围的面积不同。所包围的面积不同。显然管电显然管电流大的流大的X X射线量大，反之就小。射线量大，反之就小。二、影响二、影响X射线量的因素射线量的因素第五节第五节 X X射线的量与质射线的量与质 2.2.管电压对管电压对X X射线量的影响射线量的影响 当管电流不变时，随着当管电流不变时，随着管电压从管电压从20kV20kV升高到升高到50kV50kV，其辐射的总量增大，图，其辐射的总量增大，图中曲线下所包围的总面积中曲线下所包围的总面积代表代表X X线的总强度。因此，线的总强度。因此，X X线的量（强度）与管电压线的量（强度）与管电压的平方成正比。的平方成正比。二、影响二、影响X射线量的因素射线量的因素第五节第五节 X X线的质与量线的质与量 3.3.靶物质的原子序数对靶物质的原子序数对X X射射线量的影响线量的影响 在管电压、管电流、投照时间相同的在管电压、管电流、投照时间相同的情况下，阳极靶的原子序数愈高，情况下，阳极靶的原子序数愈高，X X射射线的量愈大。线的量愈大。从图中可见，曲线的两个从图中可见，曲线的两个端点都重合。其高能端重合，端点都重合。其高能端重合，说明了说明了X X射线谱的最大光子能射线谱的最大光子能量与管电压有关，而与靶物质量与管电压有关，而与靶物质无关；低能端重合是因为无关；低能端重合是因为X X射射线管固有滤过的限制，低能成线管固有滤过的限制，低能成份被管壁吸收的缘故。份被管壁吸收的缘故。三、影响三、影响X射线质的因素射线质的因素第五节第五节 X X线的质与量线的质与量 一般来讲，一般来讲，X X射射线的质仅取决于线的质仅取决于管电压管电压的大小。的大小。无论何种靶物质，在一定管电压下所产生的连续无论何种靶物质，在一定管电压下所产生的连续X X射射线谱的最短波长和最长波长是相同的。峰值辐射强线谱的最短波长和最长波长是相同的。峰值辐射强度发生在相同能量光子处。光子的最大能量完全由度发生在相同能量光子处。光子的最大能量完全由管电压控制。管电压控制。第六节第六节 X X射线的产生效率射线的产生效率第六节第六节 X X射线的产生效率射线的产生效率一、产生效率的定义：一、产生效率的定义：X X线管中产生的线管中产生的X X线能与加速电子所消耗电能的比值。线能与加速电子所消耗电能的比值。二、影响因素二、影响因素X X线的产生效率与线的产生效率与管电压管电压和靶物质的和靶物质的原子序数原子序数成正比。成正比。k k为常数，约等于为常数，约等于第六节第六节 X X射线的产生效率射线的产生效率加速电压加速电压占总能量的百分数占总能量的百分数X X线能（）线能（）热能（）热能（）4040kV0.40.499.699.67070kV0.60.699.499.4100100kV0.80.899.299.2150150kV1.31.399.799.74 4MeV363664642020MeV70703030钨靶钨靶X X线管和加速器产生线管和加速器产生X X线的效率线的效率结论：结论：X X线管产生线管产生X X线的效率极低，一般不足线的效率极低，一般不足1 1，而绝大部分，而绝大部分的高速电子能都在阳极变为了热能，使阳极靶面的温度很高。的高速电子能都在阳极变为了热能，使阳极靶面的温度很高。第六节第六节 X X射线的产生效率射线的产生效率【例例】钨（钨（Z Z=74=74）靶）靶X X线管，当管电压为线管，当管电压为120kV120kV时时X X射线的产生效率是多少？射线的产生效率是多少？解：解：X X线的输入功率为线的输入功率为1000W1000WX X线的辐射功率为线的辐射功率为1111W W转变成的热能功率为转变成的热能功率为9 98989W W第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布 X X射线辐射场的空间分布主要受入射电子的射线辐射场的空间分布主要受入射电子的能量、靶物质（能量、靶物质（原子序数原子序数）及靶厚度（）及靶厚度（薄靶、薄靶、厚靶厚靶）的影响。）的影响。空间分布的定义：空间分布的定义：从从X X射线管焦点上产生的射线管焦点上产生的X X射线，在空间各个射线，在空间各个方向上的分布是不均匀的，即在不同的方位角上方向上的分布是不均匀的，即在不同的方位角上的辐射强度是不同的。这种不均匀的分布称为的辐射强度是不同的。这种不均匀的分布称为X X射线强度空间分布或称辐射场的角分布。射线强度空间分布或称辐射场的角分布。空间分布的影响因素：空间分布的影响因素：第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布1.1.薄靶周围薄靶周围X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布X X射线强度的角度分析射线强度的角度分析第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布1.1.薄靶周围薄靶周围X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布薄靶周围薄靶周围X X射线强度的角分布射线强度的角分布图示一薄靶在不同管电压下产图示一薄靶在不同管电压下产生的生的X X射线强度在靶周围分布的射线强度在靶周围分布的变化情况。工作电压在变化情况。工作电压在100kV100kV左左右时，右时，X X线在各方向上强度基本线在各方向上强度基本相等。当管电压升高时，相等。当管电压升高时，X X线最线最大强度方向逐渐趋向电子束的大强度方向逐渐趋向电子束的入射方向，其它方向的强度相入射方向，其它方向的强度相对减弱，对减弱，X X线的强度分布趋于集线的强度分布趋于集中。中。第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布2 2.厚靶周围厚靶周围X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布厚靶周围厚靶周围X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布图见，从图见，从O O点辐射出去的点辐射出去的X X射线，愈射线，愈靠近靠近OCOC方向，穿过靶的厚度愈厚，方向，穿过靶的厚度愈厚，靶本身对它的吸收也愈多；愈靠近靶本身对它的吸收也愈多；愈靠近OAOA方向，穿过靶的厚度愈薄，靶对方向，穿过靶的厚度愈薄，靶对它吸收也愈少。因此，它吸收也愈少。因此，愈靠近阳极愈靠近阳极一侧，一侧，X X线的强度下降得愈多，而线的强度下降得愈多，而且靶角愈小，下降的程度越大。且靶角愈小，下降的程度越大。这这种愈靠近阳极，种愈靠近阳极，X X线强度下降得愈线强度下降得愈多的现象，就是所谓的多的现象，就是所谓的“足跟足跟”效效应，也称应，也称阳极效应阳极效应。第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布2 2.厚靶周围厚靶周围X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布 阳极靶较厚，用于诊断用阳极靶较厚，用于诊断用X X线机中。线机中。电子每穿过电子每穿过50105010-12-12m m的深度则能量损失的深度则能量损失10KeV10KeV。阳极效应阳极效应anode effect(anode effect(足根效应足根效应)heel effect)heel effect 阳极倾角阳极倾角 越小，效应越明显。越小，效应越明显。可通过滤过使可通过滤过使X X射线趋于均匀。射线趋于均匀。第七节第七节 X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布2 2.厚靶周围厚靶周围X X射线强度的空间分布射线强度的空间分布阳极倾角为阳极倾角为2020度：度：X X射线强度纵向空间分布：非对称、射线强度纵向空间分布：非对称、110110度最大度最大 X X射线强度横向空间分布：对称、射线强度横向空间分布：对称、9090度最大度最大本章小结本章小结1.X1.X射线是由德国物理学家射线是由德国物理学家伦琴伦琴于于18951895年发现的，年发现的，它是高速它是高速电子电子在在真空真空环境中撞击环境中撞击阳极靶阳极靶而产而产生的。生的。2.2.就本质而言，就本质而言，X X射线具有射线具有波粒二象性波粒二象性。通常用。通常用X X线的强度来表示线的强度来表示X X的量与质：的量与质：X X线的量线的量要受要受到管电压、管电流以及阳极靶材质的影响，到管电压、管电流以及阳极靶材质的影响，而而X X射线的质射线的质主要受管电压的影响。主要受管电压的影响。本章小结本章小结 3.X 3.X射线是由两种成分组成的混合射线，包括射线是由两种成分组成的混合射线，包括连续连续X X射线和特征射线和特征X X射线射线。4.X 4.X射线管中产生的射线管中产生的X X射线能与加速电子所消耗射线能与加速电子所消耗电能的比值称为电能的比值称为X X射线的射线的产生效率产生效率。5.5.一般情况下，从一般情况下，从X X射线管焦点发出的射线管焦点发出的X X射线，射线，在空间各个方向上的分布是不均匀的，分布在空间各个方向上的分布是不均匀的，分布状况主要受状况主要受薄阳极靶薄阳极靶周围的周围的X X射线随着管电压射线随着管电压的升高趋向集中，的升高趋向集中，厚阳极靶厚阳极靶周围的周围的X X射线会出射线会出现阳极效应。现阳极效应。感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！