医用物理学C第十四章：X射线

医用物理学C第十四章：X射线知识总结，包括X射线的强度和硬度、X射线谱、特征、衰减规律等内容。

医用物理学C第十四章：X射线

• 产生
  • 产生条件
    • 高速运动的电子流
    • 阻碍电子运动的障碍物
    • 子主题
  • 发生装置
    • 组成
      • X射线管
        • 管内有阴极和阳极（靶）
      • 灯丝变压器
        • 将220V交流电降至5～10V，提供能量，使灯丝发射电子
      • 升压变压器
        • 将220V交流电电伏增大
      • 高压整流电路
        • 接受升压变压器的电流，整流变成直流电后，为X射线管内增加管电压
    • 管电压
      • X射线管间几万至几十万伏的直流电压
    • 管电流
      • X射线管工作时，通过两极之间的电流
  • 焦点
    • 实际焦点
      • 阳极靶被高速电子轰击的面积
    • 有效焦点
      • 实际焦点在X射线投射方向上的投影
    • 大小
      • 阴极灯丝
      • 靶面的倾斜角度
      • X射线管中的电场分布和聚焦作用
    • 焦点越小，X射线影像越清晰，热量更集中
    • 诊断用小焦点，治疗用大焦点
• X射线的强度和硬度
  • 强度I
    • 与普通波强定义一致
    • 单位时间内通过与X射线垂直的单位面积的辐射能
    • 单位：
    • 公式
      • 增加光子数量和光子能量都会增加X射线强度
        • 改变管电流
        • 改变管电压使光子能量改变
    • 临床上常用管电压下的管电流的毫安数来表示X射线强度
  • 硬度
    • X射线对物质的穿透能力
    • 取决于光子的能量大小
      • 光子能量越大，贯穿本领越大
• X射线谱
  • 连续X射线谱
    • 高速电子撞击阳极靶，受到靶原子核强电场作用急剧减速， 每个电子所减少的动能转化为X射线光子的能量辐射出来（轫致辐射）
    • 管电压较低时，只发射连续X射线
    • 短波极限
      • 电子能量全部转化为X射线
      • 管电压增大，短波极限和强度最大波长都向短波方向移动
  • 特征X射线谱
    • 取决于阳极靶的材料，可以作为判断元素
    • 高速电子将靶原子内层某电子击出，出来的位置被外层电子取代，跃迁过程发射一个X射线光子
• 特征
  • 穿透
    • 能量大，波长短，穿透能力强
  • 荧光
  • 电离
    • 脱离原子的电子会与其他电子碰撞产生二次电离
  • 热作用
• 衰减规律
  • 单能窄束X射线
    • u是物质的线衰减系数，u越大，X衰减的越快
    • 线衰减系数与物质密度ρ成正比
  • 质量衰减系数
    • 变为气态时，质量衰减常数不变
  • 半价层
    • 物质对射线强度衰减一半的厚度