医学影像成像原理
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真空中高速运行的电子群突然受阻
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置
X线球管
高压发生器
控制台
（二）第、二X章线放的射产物理生基装础置 第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
细胞抑制、损伤甚至坏死
X线是如何产生的？ 产生X线的条件？
第二章 放射物理基础
三、X线的产生
第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（一）产生X线的必备条件
电子源---阴极，灯丝发射电子 高速电子流---高真空及强电场加速电子 障碍物---阳极靶，电子轰击产生X线
条件：电子动能>轨道电子结合能
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（三）标识辐射——特征X线
标识X射线的 波长仅取决于 阳极靶物质
每一种元素的 标识X射线波 长固定不变
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
四、X线的产生原理
X线产生的本质高速运动电子与物质原子碰撞中能量转换
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性
1、物理特性
穿透性 荧光作用 电离作用 热作用
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性 2、化学特性
感光作用 着色作用
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性 3、生物效应特性
研究
第二章 放射物理基础
一、X线的发现
第一节 X线的产生和性质
克魯克斯管(Crookes Tube)，1878 年
第二章 放射物理基础
一、X线的发现
第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
一、X线的发现
为什么称为“X线”？
1896年1月23日 物理医学会纪念演讲
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
? （二）轫致辐射——连续X线
轫致辐射：
高速电子与原子核电场相互作用引发的辐射 轫致辐射产生连续X光谱
hv max = ΔE
ΔE = eU λv=c
λmin =hc/eU
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
相 50KV
对 强 度
40KV
电子与原子核一次作 用损失全部能量时产 生X光子能量大，波 长最短
第二章 放射物理基础
钨原子
第一节 X线的产生和性质
P
O
-
N
M
-
--
-
-
-
W+
-
L
K 放 射
0KeV -0.60 -0.70
-
-10.20
-11.54
12.09
--
-
-- -
K
-
69.51
标识辐射
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（三）标识辐射——特征X线
标识辐射
高速电子击出原子内层电子所引发 标识辐射产生固定波长的X射线谱
（二）轫致辐射——连续X线
最强波长：连续X射线谱中强度最大值对应的波长
λ最强 = 1.5λ min
平均波长： λ 平均 = 2.5λ min
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
KV ：阴极与阳极之间电压 KVP ：KV峰值 keV ：光子能量值
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
30KV
0.2 0.4 0.6 0.8
Åλ
1.0
钨在较低管电压下的连续X射线谱
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
连续X射线谱最短波长
λmin = 12.4 / U（nm）
λmin 的数值仅与管电压U 有关
不受其他任何因素的影响
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
影响连续X线强度的因素？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
影响连续X线强度的因素？ 靶物质原子序数：Z 管电流：mA 管电压：KV
四、X线的产生原理
-
-
- - +++ -
击出条件？ X线的波长？
高速电子动能 击出内层电子 外层跃迁至内层
辐射损失
常用靶物质 第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
? 电X磁射波线
+++
-
-
靶
（一）电子与物质原子之间相互作用
（一）电子与物质原子之间相互作用 -
-
-
- - +++ -
--
来自百度文库
高速电子动能
碰撞损失
靶物质电子动能
热能
（一）电子与物质原子之间相互作用 -
-
-
- - +++ -
-
高速电子动能
轫致辐射
核电场作用 电子动能损失
X线的波长？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础
第一节 X线的产生和性质
重点内容： X线是如何产生的？ X线的本质及特性？
一、X线的发现
如何发现?
阴极射线管实验
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
一、X线的发现 什么是阴极射线管?
1836年法拉第 稀薄气体放电产生辉光 辉光由阴极发出的不明射线引起 为探明阴极射线，许多科学家进行了艰巨的
200mAX线机
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置 --X线管
X线产生的本质？ X线与阴极射线的关系？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
四、X线的产生原理
阴电极子射线 -
一、X线的发现
阴极射线到底是什么？ X线是如何产生的？ X线的本质是什么？
阴极射线到底是什么？
阴极射线到底是什么？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
阴极射线到底是什么？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
十九世纪末物理学三大发现
1897年 汤姆逊发现电子 1905年诺贝尔奖 1896年 居里夫人发现放射性物质 1903诺贝尔奖 1895年 伦琴发现X线 1901诺贝尔奖
x线的本质是什么？
1888年 赫兹 证实电磁波存在 发现光电效应
1905年 爱因斯坦 提出光量子理论
X线是否具有波动性？
1912年 劳厄实验 1914年 获诺贝尔奖
照
像
底
单晶片
片
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性
电磁波 波粒二性
X线波长范围：10----10-4 nm
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置
X线球管
高压发生器
控制台
（二）第、二X章线放的射产物理生基装础置 第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
细胞抑制、损伤甚至坏死
X线是如何产生的？ 产生X线的条件？
第二章 放射物理基础
三、X线的产生
第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（一）产生X线的必备条件
电子源---阴极，灯丝发射电子 高速电子流---高真空及强电场加速电子 障碍物---阳极靶，电子轰击产生X线
条件：电子动能>轨道电子结合能
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（三）标识辐射——特征X线
标识X射线的 波长仅取决于 阳极靶物质
每一种元素的 标识X射线波 长固定不变
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
四、X线的产生原理
X线产生的本质高速运动电子与物质原子碰撞中能量转换
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性
1、物理特性
穿透性 荧光作用 电离作用 热作用
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性 2、化学特性
感光作用 着色作用
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性 3、生物效应特性
研究
第二章 放射物理基础
一、X线的发现
第一节 X线的产生和性质
克魯克斯管(Crookes Tube)，1878 年
第二章 放射物理基础
一、X线的发现
第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
一、X线的发现
为什么称为“X线”？
1896年1月23日 物理医学会纪念演讲
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
? （二）轫致辐射——连续X线
轫致辐射：
高速电子与原子核电场相互作用引发的辐射 轫致辐射产生连续X光谱
hv max = ΔE
ΔE = eU λv=c
λmin =hc/eU
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
相 50KV
对 强 度
40KV
电子与原子核一次作 用损失全部能量时产 生X光子能量大，波 长最短
第二章 放射物理基础
钨原子
第一节 X线的产生和性质
P
O
-
N
M
-
--
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W+
-
L
K 放 射
0KeV -0.60 -0.70
-
-10.20
-11.54
12.09
--
-
-- -
K
-
69.51
标识辐射
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（三）标识辐射——特征X线
标识辐射
高速电子击出原子内层电子所引发 标识辐射产生固定波长的X射线谱
（二）轫致辐射——连续X线
最强波长：连续X射线谱中强度最大值对应的波长
λ最强 = 1.5λ min
平均波长： λ 平均 = 2.5λ min
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
KV ：阴极与阳极之间电压 KVP ：KV峰值 keV ：光子能量值
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
30KV
0.2 0.4 0.6 0.8
Åλ
1.0
钨在较低管电压下的连续X射线谱
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
连续X射线谱最短波长
λmin = 12.4 / U（nm）
λmin 的数值仅与管电压U 有关
不受其他任何因素的影响
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
影响连续X线强度的因素？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）轫致辐射——连续X线
影响连续X线强度的因素？ 靶物质原子序数：Z 管电流：mA 管电压：KV
四、X线的产生原理
-
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击出条件？ X线的波长？
高速电子动能 击出内层电子 外层跃迁至内层
辐射损失
常用靶物质 第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
? 电X磁射波线
+++
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靶
（一）电子与物质原子之间相互作用
（一）电子与物质原子之间相互作用 -
-
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来自百度文库
高速电子动能
碰撞损失
靶物质电子动能
热能
（一）电子与物质原子之间相互作用 -
-
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- - +++ -
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高速电子动能
轫致辐射
核电场作用 电子动能损失
X线的波长？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
第二章 放射物理基础
第一节 X线的产生和性质
重点内容： X线是如何产生的？ X线的本质及特性？
一、X线的发现
如何发现?
阴极射线管实验
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
一、X线的发现 什么是阴极射线管?
1836年法拉第 稀薄气体放电产生辉光 辉光由阴极发出的不明射线引起 为探明阴极射线，许多科学家进行了艰巨的
200mAX线机
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
（二）、X线的产生装置 --X线管
X线产生的本质？ X线与阴极射线的关系？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
四、X线的产生原理
阴电极子射线 -
一、X线的发现
阴极射线到底是什么？ X线是如何产生的？ X线的本质是什么？
阴极射线到底是什么？
阴极射线到底是什么？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
阴极射线到底是什么？
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
十九世纪末物理学三大发现
1897年 汤姆逊发现电子 1905年诺贝尔奖 1896年 居里夫人发现放射性物质 1903诺贝尔奖 1895年 伦琴发现X线 1901诺贝尔奖
x线的本质是什么？
1888年 赫兹 证实电磁波存在 发现光电效应
1905年 爱因斯坦 提出光量子理论
X线是否具有波动性？
1912年 劳厄实验 1914年 获诺贝尔奖
照
像
底
单晶片
片
第二章 放射物理基础 第一节 X线的产生和性质
二、X线的本质和特性
电磁波 波粒二性
X线波长范围：10----10-4 nm