X射线在物质中的衰减

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《放射物理与防护》教学课件:5第五章:X射线在物质中的衰减

《放射物理与防护》教学课件:5第五章:X射线在物质中的衰减
• 在X射线诊断中通常都用铝和铜做滤过板, 铝对低能射线是很好的滤过物质,铜对高 能射线是很好的滤过物质。
• 在一般诊断中都是用单一的铝作滤过板。 • 铜不能单独作滤过板,它经常和铝结合为
复合滤过板。
连续X线在物质中的衰减规律
• 为什么在管电压较高时多采用铜铝滤过板? 在使用时高原子序数的铜面向X射线管,
• 如此下去,X线的平均能量将逐渐提高,并 接近入射线最大能量。
连续X线在物质中的衰减规律
光子数
1000 800 600
400
200
1
2
3
4水膜厚度(cm)
连续X线与单能X线通过物质时衰减的比较
连续X线在物质中的衰减规律
• 由上图我们可知在相同条件下,与单能X线 相比较,连续能谱X线有更大的衰减。
长了,但受照剂量却大幅降低了。
连续X线在物质中的衰减规律
5).楔形或梯形滤过板 • 在投照部位的厚度相差太多的情况下,会
使照片一边黑化度太浓,另一边黑花度太 淡,造成诊断困难。 • 此时可用楔形或梯形滤过板来补偿这种差 别。
连续X线在物质中的衰减规律
• 楔形或梯形滤过板薄的部分吸收的射线较 少,使更多的射线通过人体较厚的部位, 从而使照片两侧的黑化度趋于一致。
连续X线在物质中的衰减规律
2.附加滤过
• 附加滤过包括:用工具可拆卸的附加滤过 板、可选择的附加滤过板、遮光器中的反 镜和有机玻璃窗的滤过等等。

x线衰减系数的定义

x线衰减系数的定义

x线衰减系数的定义

1.引言

1.1 概述

概述部分的内容可以如下所述:

X线衰减系数是衡量物质对X射线的吸收程度的一个重要参数。X射线是一种高能辐射,应用广泛,例如在医学影像和材料科学领域。当X射线通过物质时,会与物质中的原子产生相互作用,其中一种作用就是被物质吸收。X线衰减系数描述了这种吸收过程的强度,是衡量物质穿透性或透射能力的重要指标。

X线衰减系数的定义基于物质对X射线的相对吸收程度。它可以通过实验方法进行测量,也可以根据物质的化学成分和密度等参数进行计算。衰减系数越大,说明物质对X射线的吸收越强,透射能力越低。

X线衰减系数在医学影像中有广泛的应用。例如,通过测量人体组织的X线衰减系数,可以在X射线透视或CT扫描中获取有关器官、骨骼和肿瘤等病变的信息。在材料科学领域,X线衰减系数的研究可用于分析材料的成分、结构和质量,进而评估其性能与用途。

本文将重点介绍X线衰减系数的定义、计算方法以及在医学影像和材料科学中的应用。通过深入了解X线衰减系数的基本概念和相关应用,我们可以更好地理解X射线与物质相互作用的机制,为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

1.2 文章结构

文章结构的设计对于一篇长文的整体分析和组织至关重要。在本文中,

文章结构主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分是文章的开头部分,用来引入读者对于整个主题的基本理解和背景,并向读者介绍文章的目的和意义。通过引言部分,读者可以了解到文章的主要内容和研究方向。

正文部分是文章的核心部分,用来详细介绍和探讨X线衰减系数的定义和应用。在正文部分的开头,我们会详细阐述X线衰减系数的定义,包括它的概念和意义。接着,我们会介绍X线衰减系数的计算方法,包括应用于不同领域的不同计算方式。

简述影像x线衰减的因素

简述影像x线衰减的因素

简述影像x线衰减的因素

影像X线衰减是指在X射线通过物体时,射线强度的减小。

影像X线衰减的因素主要包括以下几个方面:

1.物质的厚度和密度:物质的厚度和密度越大,X射线穿过物

质时遇到的原子核和电子数目越多,从而发生更多的散射和吸收,导致X射线强度越弱。

2.射线的能量:X射线的能量越高,其穿透力越强,衰减程度

越小;而能量较低的X射线在通过物质时会发生更多的散射

和吸收。

3.物质的原子序数:原子序数越大的物质,其内部的电子轨道

对X射线的吸收能力越强,导致X射线强度减小。

4.射线与物质之间的相对位置和角度:射线入射角度和物体的

几何形状会影响射线通过物体时的衰减程度。例如,如果射线垂直于物质表面,则衰减程度较小,相反,如果射线斜射入射,则衰减程度较大。

这些因素综合作用,影响了X射线在物质中的衰减情况,进

而在影像上呈现出不同的灰度或对比度。

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。

第四章 X射线在物质中的

第四章 X射线在物质中的

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射线衰减的因素。 • 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。 •
第二节连续X射线在物质中衰减规律
• 三、X射线的过滤 • 1、固有过滤。 • a、包括X射线管的玻璃管壁、绝缘油、管 套上的窗口和不可拆卸的过滤板。 • b、铝当量是指一定厚度的铝板与其他过滤 材料相比较,若对X射线具在相同的衰减效 果,则此铝板厚度(mm)就是该过滤材料 的铝当量。一般诊断X射线机的固有过滤在 0.5~2mmAl

x射线衰减距离

x射线衰减距离

x射线衰减距离

X射线的衰减距离是指X射线在物质中传播的距离,即X射线在物质中传播时强度减弱的距离。X射线在物质中传播时会与物质中的原子相互作用,产生散射和吸收现象,从而导致X射线的强度逐渐减弱。

X射线衰减距离与物质的密度和原子序数有关,密度越大、原子序数越高,物质对X射线的吸收能力越强,衰减距离越短。例如,骨头的密度较大,对X射线的吸收能力较强,衰减距离较短;而肌肉的密度较小,对X射线的吸收能力较弱,衰减距离较长。

在医学成像技术中,如CT扫描,衰减距离是一个重要的概念。衰减距离决定了图像的对比度和噪声水平,进而影响图像的质量和诊断的准确性。因此,在CT扫描中,需要根据不同组织的衰减距离调整扫描参数,以获得最佳的图像质量。

x 射线吸收规律

x 射线吸收规律

x 射线吸收规律

X射线吸收规律是描述X射线通过物质时,其强度和能量如何逐渐减少的规律。具体来说,X射线强度通过物质后,其强度的衰减与在物质内通过的距离成比例,即-dI/I=μdx,其中I是通过厚度为x 物质层后的X射线强度,μ是物质的线性吸收系数。线性吸收系数的大小与X射线的波长及物质的原子序数有关。

X射线射线在物质中的衰减规律

X射线射线在物质中的衰减规律

μen /ρ叫做质能吸取系数,SI单位是m2. kg-1。
在计算X线吸取剂量及研制多种X线剂量仪 时,常常用到质能吸取系数。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第22页
碳旳能量转移、能量吸取
光子能量(MeV) 0.01 0.1 1.0 10 100
Etr (MeV) 0.00865 0.0141
0.440 7.30 95.62
Een (MeV) 0.00865 0.0141
第25页
一、单能窄束X线旳衰减规律
X线通过一定厚度旳物质层时, 有些光子 与物质发生了互相作用, 有些则没有。
光电效应和电子对效应, 则光子被物质 吸取。
康普顿效应, 则光子被散射, 散射光子 也也许穿过物质层。
穿过物质层旳X线光子: a.原射线束中旳光子, 能量和方向均
未变化,即高能成分 b.散射光子, 能量和方向都发生变化。
层旳厚度及辐射旳I0成正比,同步与线性衰减 系数μ旳数值有关;μ随辐射束中光子能量旳 增长而减小。
第9页
(一)线性衰减系数
I 1 或 dI 1
I 0 x
I 0 dx
μ表达X线穿过单位厚度旳物质层时强度减少旳百
分数值。其SI单位 m-1。
μ近似正比于吸取物质旳密度, 随材料旳物理状 态变化。
最大值之间旳多种能量旳光子构成旳混 合射线, 其平均能量一般在最高能量旳 1/3到1/2之间。 如最高能量为100 keV旳持续X线其平均 能量在40 keV左右, 但由于滤过旳不同 也许有些变化。

X射线在物质中的衰减X线衰减规律

X射线在物质中的衰减X线衰减规律
X射线在物质中的衰减X线衰减规律
4.混合物和化合物质量衰减与质能吸收系数
有效原子序数经验公式:
Z2.9a 41Z 1 2.94 a2Z 2 2.94 anZ n 2.94
(2-48)
近似式:
1
Zaa11ZZ141aa22ZZ224aannZZnn43
(2-49)
al、a2、a3分别是元素Zl、Z2、Z3所含电子的分 数值。
X射线在物质中的衰减
X射线在物质中的衰减X线衰减规律
X线的衰减规律
X线强度的衰减,包括距离与物质所致的 衰减。
*距离引起衰减:从X线管焦点发出的X线 向空间各个方向辐射,在以焦点为中心 而半径不同的球面上的X线强度与距离 (即半径)的平方成反比,叫X线强度衰减 的平方反比法则。
X射线在物质中的衰减X线衰减规律
质中穿行单位长度距离时,由于各种相互作用,
能量转移给电子的份额。μtr的SI单位是m-1。
τa 、σa 、ka分别为光电效应、康普顿效应
和电子对效应过程中光子能量转移为电子能量
的线能量转移系数。
X射线在物质中的衰减X线衰减规律
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2.质能转移系数
质能转移系数为:
物质引起衰减:X线通过物质时,由于X 线光子与构成物质的原子发生相互作 用而产生光电效应、康普顿效应和电 子对效应等,在此过程中由于散射和 吸收使X线强度衰减。性质和厚度有关, 而且还取决于辐射自身的性质。

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。

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

X(γ)射线射线在物质中的衰减规律

X(γ)射线射线在物质中的衰减规律
• 质能转移系数为: • tr tr tr ktr

• 质能转移系数表示X线在物质中穿行质量 厚度为1kg·m-2时,因相互作用其能量转 移给电子的份额。
• μ tr/ρ的SI单位是m2·kg-1。
(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:
最大值之间的各种能量的光子组成的混 合射线,其平均能量一般在最高能量的 1/3到1/2之间。
X(γ )射线在物质中的衰减
X线的衰减规律
• X线强度的衰减,包括距离与物质所致的衰减。 • *距离引起衰减:从X线管焦点发出的X线向空间各个方向
辐射,在以焦点为中心而半径不同的球面上的X线强度与 距离(即半径)的平方成反比,叫X线强度衰减的平方反比 法则。 • 该定律只在真空中成立,在空气中由于气体的吸收严格说 是不成立的,但由于空气引起的衰减很少,在一般摄影中 可忽略不计。故在一般摄影中,可通过改变X射线管焦点 到胶片的距离来调节X射线的强度。
• 其指数衰减规律就是射线强度在物质层 中都以相同的比率衰减。
• 很厚的吸收物质层,仍可能有一定强度 的射线透过,不可能完全被吸收。
二、宽束X线的衰减规律
• 把图2-29中的两个准直器去掉后,在屏 蔽层中发生散射的光子,可能穿过屏蔽 层到达探测器,这是宽束的情况。

X射线在物质中的衰减

X射线在物质中的衰减

适用于 真空
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。
2
一、单能X射线在物质中的衰减规律
1. 衰减规律 单能窄束X射线在物质中的衰减规律可表示为
2. 半价层
I I0ex
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).

PCBA

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
13
14
15
16
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:

《放射物理与防护》教学课件:5第五章:X射线在物质中的衰减

《放射物理与防护》教学课件:5第五章:X射线在物质中的衰减

单能X线在物质中的衰减规律
• 半价层HVL也是X射线光子能量和衰减物质 材料的函数,当指明衰减材料后,HVL表 示该种物质对X射线光子的衰减能力。
X射线在物质中的衰减
• 单能X线在物质中的衰减可分为
窄束X线在物质中的衰减可分为 宽束X线在物质中的衰减可分为
X射线在物质中的衰减
一、窄束X线在物质中的衰减规律 一)、窄束X线的概念 • 何为窄束? 是指所包括的散射线成分很少的辐射束。 那么,即使射线束有一定的宽度,只要所含
连续X线在物质中的衰减规律
1000光子
1cm水模型 (1cm*4)
228光子
探测器
1cm水 1cm水 1cm水 1cm水
1000光子
40keV
平均能量
650 47keV
474 52keV
365 55keV
228光子 探测器
-35%
-27%
-23%
-21%
连续X线通过物质时的衰减模型
连续X线在物质中的衰减规律
射光子数对总光子数的贡献。
X射线在物质中的衰减
• 积累因子是描述散射光子的影响的物理量 ,它反映了宽束与窄束的差别。
• 对宽束而言,B总是大于1的;在理想窄束 中Ns=0,B=1.
X射线在物质中的衰减
三)、宽束X线的衰减规律 • 宽束X线的衰减比较复杂,可在窄束X线的

X(γ)射线射线在物质中的衰减规律PPT课件

X(γ)射线射线在物质中的衰减规律PPT课件

Een (MeV) 0.00865 0.0141
0.440 7.04 71.9
最新课件
23
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
质量衰减系数μ /ρ表示入射X线与物质相互作 用的总几率,是所有可能发生的相互作用的几 率之和。
发生相干散射或其它弹性碰撞时,光子能量既 不被吸收,也不转移给带电粒子,它的能量全 部给了散射光子。
B1x
不同的辐射量有不同的积累因子。
最新课件
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三、连续X线的衰减规律
连续X线在均匀物质中的衰减 X线滤过(固有滤过、附加滤过) 连续X线在非均匀物质中的衰减
最新课件
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(一)连续X线的衰减特点
一般X线束具有连续分布的能谱,当它穿过一 定厚度的物质层时,各能谱成分的衰减速率并 不一样,它不遵守单一的指数衰减规律,连续 X线束的衰减规律比单能射线复杂得多。
H V ln 2 L /0 .69 /3
与线性衰减系数的意义一样,HVL亦是X射线光 子能量和衰减物质材料的函数,当指明衰减材料 后,HVL表示该种物质对X射线光子的衰减能力。
最新课件
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窄束X线及其指数衰减规律
最新课件
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窄束X线及其指数衰减规律
单能窄束X线在通过物质时只有光子个数 的减少,无光子能量的变化。
- △ I=μI0 △X 辐射在穿过薄吸收层时,辐射强度的衰减与物

第四节 X射线在物质中的衰减

第四节 X射线在物质中的衰减

X射线通过物质时,X射线光子与物质中的原子 发生光电效应、康普顿效应和电子对效应等,在 此过程中由于散射和吸收致使入射方向上的X射 线强度衰减。
X射线强度在物质中的衰减规律是Leabharlann Baidu射线成像 (常规X线机,数字X线机,CT)的基本依据。
一、单能X射线在物质中的衰减规律
单能X射线在物质中的衰减可分为窄束和宽束两种 情况来讨论。
附加滤过是指从不可拆卸的滤过板(不包括它本 身)到诊视床面之间。如遮光器。
本节完
理论上连续能谱窄束X射线衰减规律:
I I1 I2 In
I01e1x I02e2x I0nenx
说明不同频率的X射线其衰减不同
连续X射线通过物质层时,其量和质都有变化。 特点是:X射线强度变小(即由于衰减,X射线 光子数目减小,总能量降低),硬度变大(质提 高)。这是由于低能光子容易被吸收,致使X射 线通过物质后高能光子在射线中所占比例相对变 大的缘故——X射线的硬化。
第四节 X射线在物质中的衰减
X射线传播过程中的强度衰减,包括距离所致的 衰减(扩散衰减)和物质所致的衰减(吸收衰减) 两个方面。
扩散衰减——X射线强度衰减的平方反比定律: 对于均匀物质中的X射线点源向空间各方向辐射 时,若不考虑物质的吸收,与普通点光源一样, 在半径不同球面上的X射线强度与距离(即半径) 的平方成反比。 该定律只在真空中成立。
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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。

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