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放射物理基础

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  • 卖家[上传人]:F****n
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  • 上传时间:2019-04-20
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    • 1、第二章 放射物理基础(二),湘南学院 医学影像系 影像技术教研室,七、x线产生效率,x线管中产生的x线能与加速电子所消耗电能的比值。 =K*Z*KV x线的产生效率不足1%,利用率不足10%。,八、x线强度空间分布,辐射强度空间分布(辐射场的角分布) 取决于入射电子的能量、靶物质、靶厚度等因素。 1、厚靶物质x线强度的空间分布: 阳极效应(足跟效应),在x线管长轴方向上,110处x线强度最大(阳极角为20) 在x线管短轴方向上,分布对称。,放射工作中,注意阳极效应的影响,正确利用平衡照片密度。 (1)、肢体与胶片长轴平行,厚度大、密度高的部位置于阴极端; (2)、使用中心线附近强度较均匀的x线束摄影。,2、薄靶周围x线强度的空间分布 透射式薄靶-直线加速器,3、x线机周围剂量场的分布,第二节 x线与物质的相互作用,x线光子能量大,在一次作用中,就可以损失大部分或全部能量。 与原子相互作用。 可与某电子作用,形成高速电子和散射线,产生化学变化和生物损伤,还可产生轫致辐射。 电离辐射(带电粒子和非带电粒子),初级电离,次级电离。 激发。,x线的生物效应实际是次级电子所产生的生物效应。,x线

      2、在物质中作用的结果可发生光子的吸收、弹性散射和非弹性散射。 主要发生康普顿散射、光电效应和电子对效应损失能量。,一、光电效应,1、光电效应:也称光电吸收 光子与内层电子相互作用,将全部能量交给电子,获得能量的电子摆脱原子核的束缚成为自由电子(光电子),而光子本身被原子吸收。 外层电子跃迁,产生特征x线,特征x线离开原子前,击脱外层电子,称为俄歇电子。,光电效应实质是物质吸收x线使其产生电离过程,此过程产生的次级粒子有: 负离子(光电子、俄歇电子); 正离子(丢失电子的原子); 特征辐射。,2、光电效应发生概率(3个因素) (1)物质原子序数Z的影响: 与Z的四次方成正比; 轨道电子与原子核结合得越紧密越容易发生光电效应。 主要发生在K层电子(80%)。,(2)入射光子能量的影响: 入射光子能量必须大于或等于轨道电子结合能。 光电效应发生概率与入射光子能量的三次方成反比。,(3)原子边界限吸收的影响: 吸收限;边界吸收。 对防护材料的选取,复合材料的配方及阳性对比剂的制备等有意义。,3、光电效应中的特征辐射 与x线产生中的特征辐射意思完全一样。 碘(32.3kv)和钡(37.4kv)产生

      3、的特征辐射能量较高,能穿透人体产生灰雾。 人体产生的光电效应的特征辐射被组织全部吸收。,4、光电子的角分布 能量低呈90射出的概率大,能量高则逐渐倾向前方。 5、诊断放射学中的光电效应 不产生散射线,减少胶片中的灰雾; 增强人体不同组织的对比度 患者接受较多x线剂量。(高千伏摄影),二、康普顿散射,1、康普顿效应(康普顿散射) 射线光子能量被部分吸收而产生散射线的过程,也称康普顿-吴有训效应。 产生反冲电子。 康普顿-吴有训效应,2、康普顿效应发生概率 m=c1*N0/A*Z*=c2/A*Z* (1)物质的原子序数,(2)入射光子能量:与入射x线波长成正比,即与入射光子能量成反比。,3、反冲电子及散射光子 在康普顿散射中,散射光子保留了大部分能量。 小角度的散射线保留了大部分能量,达到胶片产生灰雾减低照片的质量。,4、散射光子和反冲电子的角分布,5、诊断放射中的康普顿效应 防护问题; 增加照片的灰雾,降低了对比度; 受检者吸收辐射剂量较光电效应低。,三、电子对效应 四、其他作用,五、在诊断放射中各种作用发生的概率,20100KV诊断用x线能量范围内,只有光电效应和康普顿散射是重要的。,

      4、第三节 x线的衰减规律,一、距离引起的衰减 平方反比法则。,二、物质引起的衰减规律,x线通过物质时,与构成物质的原子发生相互作用而产生光电效应、康普顿效应和相干散射等,由于散射和吸收使x线强度衰减,称物质所致的衰减。 与吸收物质的性质和厚度有关,还取决于辐射自身的性质。 进行x线摄影、透视、造影检查、CT检查和放射治疗及屏蔽防护设计的依据。,(一)单能窄束x线的衰减规律 1、单能窄束x线 2、衰减规律 I=I0*e-d,(二)宽束x线的衰减规律 1、衰减规律 I=B*I0*e-d 2、积累因子,(三)连续x线的衰减规律 1、衰减特点 x线管的激发电压与窗口处的滤过条件,是决定x线管所发射x线束线质的重要条件。,2、x线滤过 滤过。滤过板。 (1)固有滤过:从x线管阳极靶面到不可拆卸的滤过板之间滤过的总和。 包括x线管的管壁、绝缘油、管套上的窗口和不可拆卸的滤过板。 用铝当量(mmAl)表示。 一般在0.52mmAl,(2)附加滤过:x线离开窗口后,从不可拆卸的滤过板到被检体之间,包括用工具可拆卸的滤过板、选择滤过板、遮线器等滤过的总和。,、材料的选择:铝和铜;特殊形状(楔形和双楔形);

      5、复合滤过板。 、厚度的选择。 国际建议:工作电压小于50KV,总滤过0.5mmAl; 电压5070KV,总滤过1.5mmAl,电压大于70KV,总滤过2.5mmAl. 两者合称总滤过。,3) 滤过板厚度对被检者照射量的影响。 4)滤过对照射条件的影响 5)楔形或梯形滤过板,三、x线通过人体的衰减规律,x线影像是人体的不同组织对射线不同衰减的作用。 x线在人体中主要是以光电效应和康普顿散射两种作用形式衰减。 x线的穿透性与其波长有关,还与物质的性质、结构有关。 不同组织对x线衰减的程度不同,形成了x线影像的对比度。,20kv时,以光电效应为主,骨的衰减系数为水的6倍,对比度好; 100kv时,以康普顿效应为主,骨的衰减系数为水的1.6倍,对比度差。,四、影响x线衰减的因素,1、射线能量 20-100kv,x线与物质间的相互作用随入射光子能量的增加而减少,线性衰减系数随入射光子能量的增大而减少。,2、原子序数 光电衰减系数与Z4成正比,康普顿衰减系数与Z成正比。 高原子序数物质,入射光子能量越大,不一定透射量增加。(边界吸收。铅:88kv,碘:33.2kv,钡:37.4kv。),3、组织密度 x线衰减与组织密度成正比。 4、克电子数,思考,1、在放射诊断x线能量范围内,x线与人体的相互作用主要是哪两种?其作用过程是? 2、影响x线衰减的因素。,

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