X射线在物质中的衰减
第四章 X射线在物质中的
第一节单能X射线在物质中衰减规律
• （3）衰减规律：单能窄束X射线通过均匀 物质层时，其强度的衰减符合指数的规律。
• 衰减的特点：a、通过物质时服从指数衰减 规律，按等比例衰减。b、通过物质时，强 度衰减，线质和能谱均无变化。
第一节单能X射线在物质中衰减规律
• 2、宽束X射线在物质中的衰减规律。 • （1）窄束与宽束的区别就在于是否考 虑了散射线的影响。a.窄束把散射光子当作 被物质吸收的光子处理，因为散射光子不 能达到探测器。b.宽束情况下，散射光子经 过一次或多次散射，仍能达到探测器而被 记录。 • （2）积累因子（B）：实际测量的照射量 率与不含散射线的原射线照射量率的比值。
第二节连续X射线在物质中衰减规律
• 一、连续X射线的衰减特点 • （1）通过物质时各能谱成分衰减速率不同， 低能成分衰减快，高能成分衰减减慢。 • （2）通过物质时，强度衰减，线质提高， 能谱变窄。
第二节连续X射线在物质中衰减规律
• 二、影响X射衰减的因素。 • 1、X射线谱 • 2、物质密度 • 3、原子序数
第三节诊断放射学X射线的衰减
• 二、X射线在人体中的衰减 • 1、衰减程度：骨髂>肌肉>脂肪>空气 • 2、X射线在人体中主要通过光电效应和康 普顿效应两种作用形式被衰减。
第二节连续X射线在物质中衰减规律
• 2、附加过滤 • （1）过滤板的选择 • 注意高原子序数物质不能单独作过滤板使用， 而应与低原子序数物质组成复合过滤板，且使用 复合过滤板时应将原子序数高的一面面向X射线 管，原子序数低的一面面向受检者。 • （2）过滤板的厚度 • 厚过滤技术能降低受检者的辐射剂量，但X射 线的强度有一定的衰减，为弥补这一损失，采用 适当增加照射时间的办法来解决。 •
X射线射线在物质中的衰减规律分析
X射线射线在物质中的衰减规律分析X射线是一种电磁波，具有很高的穿透能力。
当X射线通过物质时，会发生衰减，其衰减规律可以通过对X射线的相互作用、吸收和散射进行分析得出。
X射线在物质中的衰减主要受以下几个因素的影响：1.光子能量：X射线的能量决定了它在物质中的穿透能力。
能量较高的X射线，其穿透能力更强，相对衰减较小。
2.物质的原子序数和密度：物质的原子序数越大，其与X射线的相互作用越强，吸收和散射的几率越大。
此外，物质的密度也会影响到X射线的穿透能力。
3.物质的厚度：物质的厚度越大，X射线在其中的衰减越明显。
衰减规律可以用贝尔-朗伯定律表示：通过一定厚度的物质的射线强度与初始射线强度之比等于e的负一次方。
4.材料的吸收特性：不同的物质对X射线的吸收情况不同，这取决于物质的化学组成和结构。
一些元素（如铅）对X射线有很强的吸收能力，可以用作防护材料。
在实际应用中，通过测量X射线透射或散射的强度，可以对物质进行成分分析和缺陷检测。
常见的X射线衰减规律有：1.能谱吸收规律：当X射线通过物质时，其能量光子被物质吸收，只有剩余能量光子透射。
吸收的能量与物质的厚度成正比。
根据具体的应用需求，可以通过测量透射X射线的能量谱进行物质成分和浓度的分析。
2.指数规律：当X射线通过物质时，其透射强度与物质的厚度呈指数关系。
例如，当X射线通过一定厚度的物质时，其透射强度为初始强度的1/10，再通过同样厚度的物质时，透射强度为初始强度的1/100，以此类推。
具体的指数衰减规律可以通过测量得到。
3.拉伯衰减规律：对于均匀介质，X射线透射强度与厚度的乘积成指数关系。
即透射强度与物质厚度的乘积等于e的负一次方。
这个规律适用于厚度比较小的样品，但不适用于厚度相对较大的样品。
需要注意的是，以上衰减规律是在理想条件下的近似描述，实际情况可能受到多种因素的影响，如能谱漂移、散射、复合效应等。
此外，物质的成分、结构和形态等因素也可能对X射线的吸收和散射产生影响，因此在具体的应用中需要进行更详细的分析和研究。
X射线衰减规律
第一章 X射线物理
目录
第一节 X射线的产生 第二节 X射线的空间分布 第三节 X射线与物质相互作用的类型 第四节 X射线在物质中的衰减 第五节 X射线在人体内的衰减
知识回顾
X射线由各种不同能量的光子组成
X射线
X射线
原子
知识回顾
X射线通过物质时： 大部分光子 一部分光子
电子
与物质中的
( τ
c
p
coh
)
M
NA
τ
c
p
coh
重要的概念
（2）质量衰减系数(mass attenuation coefficient) X射线光子与每单位质量厚度物质发生相互作用的概率。
单位是m2·kg-1或cm2·g-1
m
n
NA M
总质量衰减系数等于各质量衰减系数之和：
m
τ
c
p
coh
2. 单能窄束X射线在物质中的衰减规律
（2） 半价层( half-value layer HVL)
I 衰减到 I0 的一半时，所需物质的衰减厚度。用HVL表示：
HVL ln 2 0.693
I
I0
(
1 2
)
x HVL
知识点小结
单能窄束X射线在物质中的衰减规律
线性衰减系数
I I0ex
半价层 两者关系
强度 减弱
X线摄影和放射治疗以及屏蔽防护设计 理论依据
平行X射线光子束被物质衰减示意图
考虑一单能X射线光子束水平入射到物质中。假设物质单位体 积的原子数为n，在厚度x=0处，与x射线光子束入射方向垂直的 单位面积上的光子束为N0；在厚度x处单位面积上的光子束为N， 穿过dx薄层时，有dN个光子与物质发生了相互作用被吸收或是散 射。如果散射的光子不会照射到探测器上，那么探测器探测到的 就是没有与物质发生作用的光子，因此可知探测到的光子数目减 少了-dN。由截面定义可知：
X射线在物质中衰减系数μ与原子序数Z关系进一步研究 共19页
拟合度：R=0.99606，B=3.613，第三次给出指数关系中的α。
μ=f(Z)=C×Z3.6 (λmin<λ<λk)
似乎意味μ 在 Z>40后随Z变 化模式突变。 事实上，这并
不普适！
《TECHNICAL DOCUMENTATION》p6.3.2.1 fig.4 Appendix 2-04 to Contract No.CDEFC-S023024/W，LEYBOLD DIDACTIC GMBH
Thank You！
0519019 张翀
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左边=e-C1∫I(λ)×e[-k(λ)] dλ×e[- h(Z)×d] =C2e[- h(Z)×d]
右边=C3 × e[-g(Z)×d]
g(Z)=C×h(Z) （∨λ<λk ）
测谱？
None Al
Fe
Δt
细节？
• 限于仪器只有一个靶台，吸收板吸收片。
• 不同吸收片的厚度不同。同时不同批次的 吸收片产品可能会有差异螺旋测微仪 Fe: 0.050cm0.0530cm 6%
插曲?
• 在设置β=4.1°（对于NaCl晶体，对应 λ=40.3pm），同时UHV=30.0kV I=1.00mA
X Ray’s distribution of intensity
λmin =hc/(eUHV) ∝ 1/UHV U应
• 由于没有C的吸收片，故多测一组Mo的吸收 片。
β=5.1°（对于NaCl晶体，对应λ=50.1pm） UHV=30.0kV I=1.00mA
Mo λK=61.9pm Ag λK=48.6pm
X射线在物质中衰减系数μ与原子序数Z关系进一步研究-PPT文档资料
《TECHNICAL DOCUMENTATION》p6.3.2.1 fig.4 Appendix 2-04 to Contract No.CDEFC-S023024/W，LEYBOLD DIDACTIC GMBH
插曲?
• 在设置β=4.1°（对于NaCl晶体，对应 λ=40.3pm），同时UHV=30.0kV I=1.00mA
Mo λK=61.9pm Ag λK=48.6pm
拟合度：R=0.99136，B=3.701，第ห้องสมุดไป่ตู้次给出指数关系中的
α。
β=4.1°（对于NaCl晶体，对应λ=40.3pm） UHV=35.0kV I=0.60mA
拟合度：R=0.99606，B=3.613，第三次给出指数关系中的α。
μ=f(Z)=C×Z3.6 (λmin<λ<λk)
测谱？
None
Al
Fe
Δt
细节？
• 限于仪器只有一个靶台，吸收板吸收片。
• 不同吸收片的厚度不同。同时不同批次的 吸收片产品可能会有差异螺旋测微仪 Fe: 0.050cm0.0530cm 6% • 由于没有C的吸收片，故多测一组Mo的吸收 片。
β=5.1°（对于NaCl晶体，对应λ=50.1pm） UHV=30.0kV I=1.00mA
对 ∨λ∈（ λmin ，λk ）
3.6 μ=f(Z)=C×Z
致谢：
感谢姚老师的指导与建议，并专门找出了库 存中全新的Cu、Zr吸收片，基本消除因材料 氧化而造成的影响。
Thank You！
0519019 张翀
X射线在物质中的衰减系数μ 与原子序数Z关系的进一步研究
X射线的探测与在材料中的衰减
X射线的探测与在材料中的衰减X射线是德国科学家伦琴（W.C.Röntgen）于1895年在研究阴极射线管时发现的，是人类揭开研究微观世界序幕的“三大发现”之一，给医学和物质结构的研究带来了新的希望．就在伦琴宣布发现X射线的第四天，一位美国医生就用X射线照相发现了伤员脚上的子弹．从此，对于医学来说，X射线就成了神奇的医疗手段．因为这一具有划时代意义的重大发现，伦琴于1901年被授予第一届诺贝尔物理学奖．X射线可用来帮助人们进行医学诊断和治疗；也可用于工业上的非破坏性材料的检查；在基础科学和应用科学领域内，则被广泛用于晶体结构分析、化学分析和原子结构的研究．有关X射线的实验非常丰富，其内容十分广泛而深刻．本实验用德国莱宝公司生产的X射线实验仪及附件，对X射线影像、X射线在材料中的衰减进行研究，从而对X射线的产生、特点和应用有初步的认识．【实验目的】1.初步了解X射线的产生、基本性质；2.观察X射线影像；3.研究X射线的衰减与吸收体厚度的关系；4.研究X射线的衰减与吸收体物质的关系．【实验原理】1．X射线的产生、基本性质X射线和可见光线一样，也是电磁波的一种，不同的是较之可见光，它的波长更短，介于紫外线和γ射线之间，约10 nm ~ 0.001 nm（注：1 nm = 10-9 m）．波长小于0.01 nm的称为超硬X射线，在0.01 ~ 0.1 nm范围内的称为硬X射线，0.1 ~ 10 nm范围内的称为软X射线．其中，波长较短的硬X射线能量较高，穿透性较强，Array适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析；波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于非金属的分析．医学上采用的X射线波长为1 nm ~ 10 nm。
X射线的产生有多种方式。
高速运动的电子流、γ射线、中子流等高能辐射流在突然减速时均能产生X射线。
目前最常用的方式是通过高速运动的电子流轰击金属靶来获得的。
在实验室中X射线由X射线管产生，X射线管是具有阴极和阳极的真空石英管，其结构如图1所示：①是接地阴极，即电子发射极，用钨丝构成，通电加热后可发射电子；②是阳极靶材，本实验中采用钼靶，工作时加以几万伏的高压．电子在高压作用下轰击钼原子而产生X光．③铜块和④螺旋状热沉用以散热．⑤是管脚．高速运动的电子轰击阳极靶时，其能量的绝大部分（~99%）转化为热能而损失，只有极少部分的能量转化为X- 1 -- 2 - 图 2 X 射线管产生的X 射线的波长谱 射线。
X射线的探测与在材料中的衰减
X射线的探测与在材料中的衰减X射线是一种具有高能量和频率的电磁辐射。
它可以穿透物体并产生黑影。
因此，X射线可以用于探测材料的内部结构和组成。
在探测材料过程中，X射线经过材料时会发生衰减。
本文将介绍X射线的探测原理以及在材料中的衰减机制。
首先，我们将讨论X射线探测的原理。
X射线探测主要依靠X射线的透射和散射。
当X射线通过一个物体时，它会被物体中的原子核和电子散射或吸收。
而不同原子的散射和吸收能力不同，因此可以根据被探测材料的内部结构和组成来分析和识别。
X射线的透射主要取决于材料的原子序数和密度。
原子序数越大，材料对X射线的吸收能力越强。
密度越大，材料对X射线的散射能力越强。
因此，透射和散射的比例可以用来确定物体中不同原子的分布和浓度。
X射线的衰减机制主要有光子电离、康普顿散射和成对产生等。
光子电离是指当X射线穿过物质时，与物质中的原子发生相互作用，并使原子失去或获得电荷。
这种机制在相对较低能量的X射线中较为显著。
康普顿散射是指入射X射线与物质中的自由电子发生碰撞，并改变方向和能量。
这种机制对高能量的X射线有较大的贡献。
通过测量散射的角度和能量，可以获得有关物质内部结构的信息。
成对产生是指当光子的能量大于1.02MeV时，可以与物质发生相互作用并产生正电子和电子。
这种机制在高能量的X射线中非常重要。
正电子会与物质中的电子相遇并发生湮灭，产生特征性的伽玛射线。
测量伽玛射线的能量和位置可以提供关于物质组成和结构的信息。
除了上述衰减机制，还有其他因素会影响X射线的衰减，如物质的厚度和密度、入射X射线的能量和强度等。
这些因素会影响X射线的穿透深度和能谱分布，并进一步影响探测结果的准确性和可靠性。
总之，X射线的探测依靠X射线的透射和散射。
通过分析和测量透射和散射的比例、角度和能量，可以获得关于被探测物体内部结构和组成的信息。
X射线的衰减主要取决于物质的原子序数、密度、厚度等因素，以及X射线的能量和强度。
了解X射线的探测原理和衰减机制可以帮助我们更好地理解和应用X射线技术。
X射线射线在物质中的衰减规律分析
X射线射线在物质中的衰减规律分析X(γ)射线是一种高能电磁波辐射，其在物质中的衰减规律可以通过质量吸收系数和线性吸收系数来描述。
具体分析如下：衰减规律分析是通过研究X(γ)射线在物质中的相互作用机制来揭示的。
当X(γ)射线穿过物质时，会与物质中的原子发生相互作用，包括散射、吸收等过程，从而导致射线强度的减弱。
质量吸收系数是用来描述物质对X(γ)射线的吸收能力的。
它定义为单位物质质量中吸收的X(γ)射线能量与入射射线能量之比。
质量吸收系数与物质密度、原子序数以及能量有关。
一般来说，质量吸收系数随着物质密度的增加而增加，随着能量的增加而减小。
在高能量区域，质量吸收系数主要受到光电效应、康普顿散射以及对电子对效应的贡献。
线性吸收系数是用来描述物质对X(γ)射线的吸收能力的另一个重要参数。
它定义为单位路径长度中吸收的射线光子数与入射射线光子数之比。
和质量吸收系数一样，线性吸收系数也与物质密度、原子序数以及能量有关。
线性吸收系数可以通过测量X(γ)射线的透射和吸收光强来确定，透射光强的衰减规律满足指数衰减的形式。
数学上可以用下式表示：I=I₀*e^(-μx)其中，I₀是入射X(γ)射线的强度，I是透射X(γ)射线的强度，μ是线性吸收系数，x是射线通过的物质厚度。
根据上述衰减规律，可以对X(γ)射线在物质中的衰减行为进行分析。
通过测量透射光强，可以确定线性吸收系数，从而了解物质对射线的吸收能力。
比较不同物质的线性吸收系数，可以评估不同物质对X(γ)射线的屏蔽能力，进而选择合适的材料来进行辐射防护。
此外，研究质量吸收系数的变化规律，可以揭示X(γ)射线与原子的相互作用机制，有助于深入理解X(γ)射线在物质中的传播过程。
总结来说，X(γ)射线在物质中的衰减规律可以通过质量吸收系数和线性吸收系数来描述。
通过测量透射光强，可以确定线性吸收系数，从而了解物质对射线的吸收能力。
研究衰减规律有助于评估不同物质的屏蔽能力，选择合适的材料进行辐射防护。
X射线射线在物质中的衰减规律
μ=μtr+μs
μtrX线光子能量的电子转移部分；
μs X线光子能量的辐射转移部分。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数
物质中吸收的就是电子转移部分能量。
X线能量的电子转移部分：
μtr=τtr+σtr+ktr
μtr为线性能量转移系数，表示X线光子在物质中 穿行单位长度距离时，由于各种相互作用，能量
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
质能转移系数μtr/ ρ 表示这些过程中光子能 量转移给带电粒子的总和。
因光核反应及其它过程的发生几率很小，带电 粒子的能量主要来自光电效应、康普顿散射、 电子对效应。传递给带电粒子的能量，其中又 有一部分转移给轫致辐射。
质能吸收系数μen /ρ表示扣除轫致辐射能量 后，光子交给带电粒子的能量中用于造成电离、 激发，真正被物质吸收的那部分能量所占的份 额。
(一)宽束X线的衰减规律
实际上射线多为宽束辐射，而真正窄束的情况极少。 宽束与窄束的主要区别在于散射线的影响。宽束情
况下，散射光子经过一次或多次散射仍可到达探测 器而被记录。 若用窄束的衰减规律来处理宽束的问题，将会过高 估计吸收体的减弱能力，对屏蔽是不安全的。 用质能吸收系数代替质量衰减系数计算宽束的衰减， 对防护是安全的。
μen=μtr(1－g)
g表示能量变为轫致辐射的份额，随吸收体原 子序数的增加而增大。当次级电子能量在MeV 以下时，g常忽略不计。
μen为线性能量吸收系数，表示X线在物质中 穿行单位长度时，能量真正被物质吸收的份额。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 3．质能吸收系数
en tr 1g
μen /ρ叫做质能吸收系数，SI单位是 m2．kg-1。
X射线在物质中的衰减
铜不能单独作滤过板，经常和铝结合为复合滤过板（ 包括
两层或更多层的不同物质）。
12
5. 连续X射线的线质
对单能X射线，其线质可以用X射线光子的能量或半价层 来表示。 一般情况下，不需严格的能谱分析时，连续X射线的线 质可用半价层，有效能量等来表示。 有效能量：如果一连续X射线的半价层与某单能X射线的半 价层相等，则可以认为他们等效，此时单能X射线的能量 称为连续X射线的有效能量。
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
3. 决定X射线穿过物体时衰减程度的因素：
① X射线本身的性质 一般地讲，入射光子的能量越大，X射线的穿透能力就越强； ② 物质的密度 吸收物质的密度对X射线的减弱影响是正比关系。 如物质密 度加倍，则它对X射线的衰减也要加倍。 ③ 原子序数
第四节 X射线在物质中的衰减
1
引起X射线在物质内传播过程中的强度减弱，包括传播过程中 扩散衰减和吸收衰减两方面
扩散衰减
对于均匀介质中的X射线源在空间各个方向辐射时，若不考 虑介质的吸收，与普通点光源一样，在半径不同的球面上， X射线的减弱遵守反平方规律即：
I1 r22 I2 r12
式中I1，I2分别为r1和r2的球面上X射线的强度。
7
连续能谱X射线随吸收物质厚度的变化
特点：X射线的强度降低； X射线的平均能量提高； X射线 能谱的宽度变窄；特征X射线没有变化。
X(或γ)射线在物质中的衰减
概述
衰减：距离、物质
以点源为球心，半径不同的各球面上的 射线强度，与距离（即半径）的平方成反 比----射线强度衰减的平方反比法则。距 离增加一倍,射线强度将衰减为原来的1/4， 这一衰减称为距离所致的衰减
当射线通过物质时，由于射线光子与物 质原子发生光电效应、康普顿效应和电子 对效应等一系列作用，致使出射方向上的 射线强度衰减，这一衰减称为物质所致的 衰减。
放射物理与防护
第五章 X（或γ）射 线在物质中的衰减
重庆医科大学影像技术教研室 重庆医科大学附属第一医院放射科
陆云峰
学习目标
1、掌握连续X射线在物质中的衰减特点、影 响X射线衰减吸收的主要因素及X线的滤过。
2、熟悉窄束X线及宽束X线的概念及其在介 质中的衰变规律。
3、了解X线在人体中的衰减规律，知晓X线 在医疗领域的临床应用。
精选版课件ppt
37
连续能谱X线有精选更版大课件的pp衰t 减
12
第二节 连续X射线在物质中的衰减规律
一、连续X射线在物质中的衰减特点
• 厚度增加，X线束 强度不断减弱
• 能谱宽度（光子 能量范围）逐渐 变窄
• 调节X线质与量： X线管电压的峰值 决定线束光子最 大能量 滤过能使线束平均 能量接近最大能 量
X线管激发电压与精滤选版过课条件件pp是t 决定线束线质1的3 重要条件
❖ X射线透过，胶片呈黑色。 ❖ X射线被吸收，胶片呈白色。 ❖ X射线影像是人体的不同组织对射线不
同衰减的结果。
精选版课件ppt
28
一、人体的构成元素和组织密度
人体骨骼由胶体蛋白和钙质组成， 其中钙质占50～60％[钙质中Ca3(PO4)2 占85％；CaCO3占10％；Mg3(PO4)2占5 ％]；软组织内水占75％，蛋白质、脂 肪及碳水化合物占23％，其余2％是K、 Na、Cl、Fe等元素。
x光子束穿过物体时其强度与穿透物体厚度指数衰减
x光子束穿过物体时其强度与穿透物体厚度指数衰减1.引言1.1 概述概述部分应该对文章的主题进行简要说明，以引起读者的兴趣。
X光子束的强度与穿透物体厚度的指数衰减关系是一个重要的研究领域，它对于理解和应用X射线技术具有重要意义。
随着医学、工业和科学领域对X射线成像需求的增加，对X光子束在穿透物体时的强度变化规律有着更深入的探索。
而正是通过研究X光子束的指数衰减现象，我们能够更好地了解物质的结构和组成。
本文将深入研究X光子束在穿透物体过程中的特性，并探讨其强度与穿透物体厚度之间的衰减关系。
首先，我们将简要介绍X光子束的特性，包括其波长、能量和穿透能力。
然后，我们将详细分析X光子束穿透物体的过程，包括与物质相互作用的主要机制和影响穿透的因素。
最后，我们将通过实验证据阐述X光子束强度与穿透物体厚度之间的指数衰减关系。
通过本文的阐述，读者将能够更好地理解X光子束的特性和穿透物体的过程，以及它们之间的关系。
此外，本文还将讨论该衰减关系在医学诊断、工业探测和材料分析等领域的应用前景与展望。
接下来的章节中，我们将逐步展开对这个问题的详细讨论，以进一步探索X光子束穿透物体时的强度变化规律。
1.2 文章结构文章结构：本篇文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分从概述、文章结构和目的三个方面进行阐述。
首先，文章概述部分将介绍x光子束穿过物体时的强度变化情况，并提出穿透物体厚度与强度之间的指数衰减关系。
其次，文章结构部分将说明本篇文章的整体组织结构，包括引言、正文和结论三个部分。
最后，目的部分将明确本篇文章的研究目的，即探讨x光子束在穿透物体过程中强度与厚度的关系。
正文部分将拆分为两个小节，分别讨论x光子束的特性和x光子束穿透物体的过程。
在2.1小节中，将详细介绍x光子束的特性，包括其波长、频率、能量和穿透力等方面。
在2.2小节中，将探讨x光子束穿透物体的过程，包括通过物体的过程、与物体相互作用的方式以及与物体厚度的关系等内容。
连续x线在物质中的衰减特点
连续x线在物质中的衰减特点
连续X射线在物质中的衰减特点是一个重要的物理现象。
衰减是指X射线在穿过物质时逐渐减弱或减少其强度的过程。
这种衰减过程可以从以下多个角度来分析和解释：
1. 光电效应，连续X射线在物质中的衰减可以通过光电效应来解释。
光电效应是指当X射线与物质中的原子相互作用时，能量足够大的光子会被原子中的电子吸收，从而使电子脱离原子。
这个过程会导致X射线的能量损失和强度的减少。
2. 康普顿散射，连续X射线还可以通过康普顿散射来解释其衰减特点。
康普顿散射是指X射线与物质中的自由电子相互作用，导致X射线的能量损失和方向改变。
这种散射过程会使X射线的强度逐渐减少。
3. 吸收，连续X射线在物质中的衰减还可以通过吸收来解释。
当X射线穿过物质时，物质中的原子会吸收部分X射线的能量，从而导致X射线的强度减弱。
吸收的程度取决于物质的密度、厚度和成分。
4. 散射，连续X射线在物质中还会发生散射现象，即X射线与
物质中的原子或分子发生相互作用后改变方向。
散射会使X射线的
强度分散到不同的方向，从而导致其强度的减少。
5. 能谱变化，连续X射线的衰减还可以通过能谱的变化来观察。
当X射线通过物质时，其能谱会发生变化，即X射线的能量分布会
发生改变。
这种能谱变化可以用来研究X射线在物质中的衰减特点。
综上所述，连续X射线在物质中的衰减特点可以通过光电效应、康普顿散射、吸收、散射和能谱变化等多个角度来解释和分析。
这
些现象共同作用导致了连续X射线在物质中的强度逐渐减少。
X(γ)射线射线在物质中的衰减规律分析
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 质量衰减系数
总的质量衰减系数等于各相互作用过程 的质量衰减系数的和：
c coh k
至于每一项在总衰减系数中所占的比例， 随量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数
g表示能量变为轫致辐射的份额，随吸收体原 子序数的增加而增大。当次级电子能量在MeV 以下时，g常忽略不计。 μ en为线性能量吸收系数，表示X线在物质中 穿行单位长度时，能量真正被物质吸收的份额。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 3．质能吸收系数
在X线与物质的三个主要作用过程中，X线光子 能量都有一部分转化为电子(光电子、反冲电 子及正负电子对)的动能，另一部分则被-些次 级光子(特征X线、康普顿散射及湮灭辐射)带 走，总的衰减系数可表示为两部分的和，即：
μ =μ
tr+μ s
μ
μ
trX线光子能量的电子转移部分；
s
X线光子能量的辐射转移部分。
μ
2· -1。 / ρ 的 SI 单位是 m kg tr
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 3．质能吸收系数
光子与物质相互作用过程中转移给次级电子的 能量，有一部分是通过轫致辐射损失掉，真正 被物质吸收的能量等于光子转移给次级电子的 能量减去因轫致辐射损失的能量： μ en=μ tr(1－g)
ρ dx表示面积为1m2、厚度为dx的立方体所包含 物质层的质量，称为质量厚度，SI单位“kg· m2”。若为1称为单位质量厚度，表示在1m2面积 上均匀分布1kg质量吸收物质层的厚度值。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
连续x射线在物质中的衰减特点
连续x射线在物质中的衰减特点连续X射线在物质中的衰减特点是指当X射线经过物质时，其强度会随着穿过物质的厚度增加而逐渐减弱。
这种衰减特点是由于X射线与物质中的原子相互作用引起的。
X射线是一种高能电磁波，具有很强的穿透能力。
当X射线穿过物质时，会与物质中的原子发生相互作用。
主要的相互作用过程包括光电效应、康普顿散射和电子对效应。
这些相互作用过程会导致X 射线的能量逐渐减小，进而导致其强度衰减。
首先是光电效应。
当X射线穿过物质时，射线中的光子与物质中的原子发生相互作用，将原子内的束缚电子击出，形成光电子。
这个过程消耗了X射线的能量，导致其能量减小，从而使射线强度下降。
其次是康普顿散射。
在这个过程中，X射线与物质中的自由电子碰撞，使X射线的一部分能量转移到散射电子上，并改变了入射方向。
这个过程同样导致X射线的能量减小，使其强度减弱。
最后是电子对效应。
当X射线的能量超过1.02 MeV时，它可以与物质中的原子核相互作用，产生正负电子对。
这个过程同样会减小X射线的能量和强度。
总体上，X射线在物质中的衰减过程可以用指数衰减定律来描述。
指数衰减定律表示X射线的强度I随穿过物质的厚度x的增加而指数级地减小。
具体地，可以用以下公式表示：I(x) = I0 * e^(-μx)其中，I(x)为穿过厚度为x的物质后的X射线强度，I0为入射物质时的X射线强度，μ为线衰减系数。
线衰减系数μ与物质的性质和X射线的能量相关，可通过实验测量获得。
在实际应用中，X射线的衰减特点被广泛应用于医学影像学、工业无损检测等领域。
通过测量不同厚度物质中X射线的强度，可以推断物质的组成、密度等信息。
同时，根据X射线的衰减特点，还可以选择合适的X射线能量和厚度，以实现对物质的有效穿透和成像。
连续X射线在物质中的衰减特点是由X射线与物质中的原子相互作用引起的，导致X射线的能量和强度逐渐减小。
这种衰减特点可以用指数衰减定律来描述，通过测量衰减后的X射线强度，可以获取物质的相关信息。
1章第四节：X射线在物质中的衰减
毫无用处，徒增加剂量，所以提前过滤掉。
理想的滤过：理想的滤过是把一切无用的X射线成分全部滤过，而让有用的高能成分全
部通过。但是这样的是不存在的。
实际中的滤过：实际的滤过是用铝板和铜板，铝对低能X射线有很好的滤过，铜对高能
射线是很好的滤过物质，实际中铜和铝复合使用，一个复合板可以包含很多层。铜板朝向X射 线管，铝板朝向人体。因为铜会产生8Kev的特征线，而铝的特征线只有1.25Kev，空气就可吸 收。
量化的基本思路：在理想模型下， 初量给定，影响因数限定，测量影响后的结果量 改变初量或影响因素继续
知识点框架：
X射线 的吸 收衰 减
衰 减
X射线 的扩 散衰
减
一、几种系数 二、衰减规律 三、X射线的滤过 四、在人体中的衰减
线性衰减系数 质量衰减系数 质能转移系数 质能吸收系数
单能X射线的规律
X射线的滤过
光子量的变化
影响因素的变 化
实验结合理论：可以得出模型
∆y = ∎∆x
最终分析黑框内的数学模型，若其中存在与系统相关的因数， 那么就得到我们研究的相关系数
一、几种系数ห้องสมุดไป่ตู้
线性衰减系数
线性衰减系数
解偏微分方程
定义：线性衰减系数为
一、几种系数
线性衰减系数
线性衰减系数的物理意义：
1、μ表示X射线在单位厚度上与物质发生相互作用的概率 2、μ也表示X射线光子穿过靶物质时在单位体积厚度上入射光子数减少 的百分比 3、 μ是光子能量和原子序数的函数，与光子数多少无关 4、 μ越小X穿透该物质能力越强，反之越弱。
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第四节X射线在物质中的衰减
扩散衰减
引起X 射线在物质内传播过程中的强度减弱，包括传播过程中扩散衰减和吸收衰减两方面
对于均匀介质中的X 射线源在空间各个方向辐射时，若不考虑介质的吸收，与普通点光源一样，在半径不同的球面上，X 射线的减弱遵守反平方规律即：
212221r
r I I 式中I 1，I 2分别为r 1和r 2的球面上X 射线的强度。
吸收衰减X 射线通过物质时，与物质发生相互作用过程中由于吸收和散射导致入射方向X 射线强度减少。
适用于真空
一、单能X 射线在物质中的衰减规律
单能窄束X 射线在物质中的衰减规律可表示为
0x
I I e μ-=X 射线强度衰减到其初始值一半时所需某种物质的衰减厚度定义为半价层（half-value layer, HVL).
1. 衰减规律
2. 半价层μ
693
.0=HVL 3. 宽束X 射线宽束X 射线就是指含有散射线成分的X 射线束。
线性衰减系数，不是一个常数，而是与吸收体的厚度，面积，形状，探测器和吸收体间的距离以及光子的能量有关。
是积累因子，描述了散射光子
对辐射衰减的影响
x e BI I μ-=01-34
n s s n n N N N N N N N B n +=+==1n
N 为物质中所考虑那一点的未经相互作用原射线光子计数率；1-35
物理意义：其大小反映了在考虑那一点散射光子对光子数的贡献。
对宽束而言B>1,理想窄束条件下B=1.
B 近似计算：
s N 为物质中所考虑那一点的散射线光子计数率；
1B x
μ=+
二、连续X 射线在物质中的衰减规律
一般情况下，X 射线束是由能量连续分布的光子组成。
当穿过一定厚度的物质时，各能量成分衰减的情况并不一样，它不遵守单一的指数衰减规律，因此连续X 射线的衰减规律比单能X 射线复杂的多。
理论上连续能谱窄束X 射线的衰减可由下式描述
12n
I I I I =+++ 1201020n x
x x n I e I e I e μμμ---=+++ 式中，I 1、I 2、……I n 表示各种能量X 射线束的透过强度；I 01、I 02、……I 0n 表示各种能量X 射线束的入射强度；
x 为吸收物质层的厚度。
1μ2μn μ、、……表示各种能量X 射线1. 连续X 射线的衰减规律
2. 连续X
射线在物质中的衰减特点
连续能谱的X射线束是能量从最小值到最大值之间的各种光子组成的混合线束，当连续X射线通过物质层时，其量和质
都变化。
连续能谱X 射线随吸收物质厚度的变化
特点：X 射线的强度降低；X 射线的平均能量提高；X 射线能谱的宽度变窄；特征X 射线没有变化。
管电压和虑过是决定X 射线线质的重要条件。
3. 决定X射线穿过物体时衰减程度的因素：
①X射线本身的性质
一般地讲，入射光子的能量越大，X射线的穿透能力就越强；
②物质的密度
吸收物质的密度对X射线的减弱影响是正比关系。
如物质密度加倍，则它对X射线的衰减也要加倍。
③原子序数
④每千克物质含有的电子数
X射线的衰减与一定厚度内的电子数有关。
每克电子数越多的物质比电子数少的物质更容易衰减X射线。
三、X射线的滤过
1. X射线滤过
在X射线管出口放置一定均匀厚度的金属，预先把X射线
束中的低能成分吸收掉，将X射线的平均能量提高，这
种过程就是所谓滤过。
X射线的滤过分为固有滤过和附加滤过。
2. 固有滤过
固有滤过是指X射线机设备本身的滤过，即从X射线管阳极靶到不可拆卸的滤过板之间滤过的总和，它包括X射线的管壁，绝缘油层，管套上的窗口和不可拆卸的滤过板。
一般用铝当量表示。
铝当量是指一定厚度的铝板与其他滤过材料相比较，对X
射线具有相同的衰减效果，则此铝板厚度就是该滤过材料
的铝当量。
单位mm Al。
固有滤过与附加滤过的总和称为总滤过。
附加滤过使X 射线的强度减小，但提高了X 射线的有效能量，线质变硬了。
4. 滤过板
在X 射线诊断中通常都用铝和铜作滤过板，铝对低能射线是很好的滤过物质，铜对高能物质是很好的滤过物质。
一般诊断中都是单一铝板作滤过板。
铜不能单独作滤过板，经常和铝结合为复合滤过板（包括两层或更多层的不同物质）。
X 射线离开出线口后，从不可拆卸的滤过板（不包括它本身）到诊视床面之间，包括用工具可拆卸的滤过板、附加滤过
板、遮光器等滤过的总和称为附加滤过。
3. 附加滤过
理想滤过板
5. 连续X射线的线质
对单能X射线，其线质可以用X射线光子的能量或半价层来表示。
一般情况下，不需严格的能谱分析时，连续X射线的线质可用半价层，有效能量等来表示。
有效能量：如果一连续X射线的半价层与某单能X射线的半价层相等，则可以认为他们等效，此时单能X射线的能量称为连续X射线的有效能量。