放射防护习题
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放射防护习题
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《放射物理与防护》习题
第三章X线的产生
1、X线是1895年11月德国物理学家伦琴发现的。
2、X线的本质是电磁辐射(电磁波),频率高、能量大、具有波粒二象性,X线在传播时突出表现为波动性,在与物质作用时突出表现为粒子性。
3、X线的基本特性有不带电、穿透能力、荧光作用、电离作用、热作用、感光作用、生物效应;X线透视时主要运用X线的穿透能力和荧光作用特性;X线摄影时主要运用X线的穿透能力和感光作用特性;X线治疗时主要运用X线的穿透能力、电离作用和生物效应特性。
4、X线的穿透本领的强弱取决于X线能量、物质密度和原子序数等因素;X线的能量大小由频率决定。
5、电离作用分直接电离和间接电离,X线的电离作用属于直接电离。
6、X线的产生条件电子源、高速电子流(高压、高真空)、阳极靶面。
7、医用X线机分为诊断机和治疗机两大类;X线机由X线发生装置和辅助装置组成;X线发生装置包括X线管、高压发生器和控制装置三部分;
8、X线管由阴极、阳极和管壳等部件组成;X线管的焦点分单焦点和双焦点(大小焦点);通常习惯按阳极是否转动将X线管分为固定阳极和旋转阳极。
9、管电流:阴极灯丝加热至一定温度时,释放出电子,在管电压的作用下,加速飞向阳极,形成管电流;管电流的单位毫安(mA)。
10、阳极的作用是接受高速电子的撞击产生X线,阳极产生X线的效率极低
(<1%),大部分电能转变为热能。
11、X线管的玻璃管壳的作用是保持高真空条件、支撑作用。
12、X线是在高速电子与物质作用损失能量过程中产生中,在此过程中的能量损失包括碰撞损失和辐射损失;高速电子与原子外层电子作用属碰撞损失,能量转换成为热能,与内层电子或原子核作用属辐射损失,能量转换成为X线能。
13、根据X线光谱可分为连续X线和特征X线;与原子核作用产生的是连续X 线,与内层电子作用产生的是特征X线。
14、连续X线的最短波长由管电压(峰值)决定,影响连续X线的因素有管电压(kV)、管电流(mA)和原子序数(Z)。
15、产生特征X线的条件是高速电子的能量大于电子的结合能,影响特征X线的因素有原子序数(Z)、管电压(kV)和管电流(mA)。
16、X线的量是指X光子的数目,在实际工作中常用管电流与曝光时间的乘积(m A·s)来反映。
17、X线的质是指X光子的能量(硬度),直接决定X线的穿透能力,在实际工作中常用管电压(kV)来衡量。
18、影响X线量的因数有管电压(kV)、管电流(mA)和原子序数(Z);影响X线质的因数有管电压(kV)、整流方式和过滤情况,但特征X线的质只与原子结构(原子序数)有关。
19、X线的产生效率是指X线机将电能转换成X线能的比值,一般X线机产生X线的效率极低(1%),与管电压(kV)和原子序数(Z)成正比,并且X线的利用率低(10%)。
20、阳极效应:厚靶阳极产生的X线强度分布上的特点是靠近阳极侧X线衰减大,强度小;解决办法有组织密度大、厚度大的物质体靠近阴极侧摄影、使用中心线附近较均匀的X线。
第四章X射线与物质的相互作用
1、X线通过物质时,小部分直接透过,大部分被吸收和散射,最终造成生物损伤。
2、光电效应是X光子与原子的内层电子的作用过程,其实质是物质吸收X线使其产生电离的过程。
3、光电效应过程:X光子与原子一个内层电子相互作用,能量被全部吸收,电子摆脱原子束缚自由运动成为光电子,原子变为正离子,原子处于激发态,外层电子跃入填充,同时放出特征X线,若此X线又击出外层电子,成为俄歇电子。
4、光电效应的发生几率与原子序数、光子能量和边界限吸收有关。
5、光电效应对于诊断放射学而言,有利方面有不产生散射线、增加影像对比度;有害方面有增大人体吸收剂量,为此可采用高千伏摄影技术达到降低剂量的目的。
6、康普顿效应又称康普顿散射,其产生过程为:入射光子与原子中的一个内层电子相互作用,光子将部分能量传递给它,使其脱离原子射出,成为反冲电子,同时,入射光子能量降低,偏离方向后射出,成为散射光子。
7、康普顿效应的条件是hv>>W;其发生几率受原子序数和光子能量的影响。当入射光子的能量等于或稍大于电子的结合能时,光电效应最可能发生;当入射光子的能量远大于电子的结合能时,光电效应降低,康普顿效应增加。
8、康普顿效应的有害面为降低影像质量、增大防护难度。
9、电子对效应:入射光子与物质的原子核相互作用,光子消失,转化为一对正负电子,体现了能质转换过程;湮灭辐射:正电子在停止的瞬间与自由电子结合,产生两个光子,体现了质能转换过程。
10、电子对效应的条件是hv>1.02MeV,所以在诊断X线能量范围内不可能发生,其发生几率受光子能量、原子序数和单位体积原子数的影响。
11、相干散射又称折射,是入射光子与原子内层电子相互作用,原子激发,随即又跃迁产生折射X线,其能量相同,但传播方向改变,整个过程不产生电离作用。
12、光核作用是入射光子与原子的原子核相互作用发生核反应的过程,会产生质子中子、γ线和放射性核素,条件是hv>阈值,在诊断X线能量范围内不可能发生。
13、在20~100keV诊断X线能量范围内,只有光电效应和康普顿效应是重要的,低能X线高原子序数时,光电效应占优势,高能时康普顿效应占优势,相干散射所占比例小,电子对效应不可能发生。
第五章X射线在物质中的衰减
1、X线的衰减包括距离衰减和物质衰减,距离衰减也称为扩散衰减,其规律满足平方反比法则,物质衰减主要是指X线通过物质时发生了光电效应、康普顿效应和电子对效应等作用,是X线检查、放射治疗和屏蔽防护的理论根据。
2、单能X线是指由单一能量的光子组成的X线,窄束X线是指不含散射线的单能X线,由X线通过铅准直器产生,窄束X线呈指数衰减规律,并且只有光子数量减小,而无光子能量的变化;宽束X线与窄束X线的区别在于是否含有散射线。
3、连续X线是指光子能量由0到最大值连续变化的X线,其衰减的特点是量减少、质提高、低能X线衰减多高能X线衰减少。
4、影响X线衰减的因素有射线性质(能量)、原子序数、物质密度和物质每克电子数。
5、对于低原子序数物质,入射X线能量越强衰减越少,但对于高原子序数物质,由于边界限吸收现象的影响,在诊断X线能量范围内,锡比铅的屏蔽防护性能好。