1.12.1 射线透过物质的衰减及规律
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。
射线与物质的相互作用
光电效应
作用对象：X-射线与物质原子的内层电子或束缚电 子相互作用。 过程：若光子能量大于束缚电子的结合能。 电子被光子击出：“光电子”产生。光子本身消 失了， 物质的原子被电离，原壳层处留下空位。 “光电子”继续撞击物质中的其它原子，它的动 能以热的形式消耗在附近晶格中； 空位为外层电子(自由电子)所填充，产生辐射： 发出标识X-射线。
光电效应示意图
光电子发射的方向与入射光子的能量相关，当入射光子的 能量较低时，光电子主要分布在与入射光子方向垂直的方 向；随着入射光子能量的增大，光电子的发射方向逐渐倾
向于入射光子的方向。
光电效应特征
光电子 光子激发原子内层电子并击出电子(光电子) ，原子在发射光电子的同时内层出现空位 ，此时原子(实际是离子)处于激发态，将发 生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量 的过程，此过程可称为退激发或去激发过 程。退激发过程有两种互相竞争的方式， 即发射特征X射线或发射俄歇电子。
散射前后能量分布
散射光子
h h 1 (1 cos )
h me c 2
反冲电子
hv hv
Ek ,max 2 h 1 2
康普顿效应
入射光子与外层电子或自由电子发生非弹 性碰撞，入射光子的一部分能量转移给电 子，使电子成为反冲电子，同时，入射光 子的能量减少，成为散射光子。 发生几率：原子序数低↑，中等能量↑。 特征
光电效应发生条件与概率
如果入射光子的能量大于轨道电子与原子核的结 合能，入射光子与原子的轨道电子相互作用时， 光子把全部能量传递给轨道电子，使之发射出去 ，而光子本身消失。
光子能量守恒
Ee=hv-Ei
发生概率：低能量↑、高原子序数↑。光电效应的
分析射线的衰减规律及其应用
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。
衰减系数与波长、原子序数的关系
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。
1.已知晶体常数，测定X射线的波长
2已知波长的X射线在晶体上发生衍射，可测晶体的晶格常数
分析X射线的衰减规律及其应用
第四组：李晶晶，陈珠，陈远洪，王龙，王子文，吴鑫伟，杨震
衰减 ？
形象的说就如人 的衰老。 人的器官功能随着年龄的增大都在一步步的下降。
当X射线通过物质时，一部分X光子被吸收并转化为 其他形式的能量，一部分光子被物质散射而改变方 向，从而导致X射线原来方向上的强度衰减了。
物质引起衰减
1.单色X射线的衰减规律 单色平行X射线束通过物质时，沿入射方向X 射线的强度变化服从指数衰减规律，即
I I0e
HVL
x
半价层: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
0.693
2.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
I I1 I2 In
I01e 1x I 02e 2 x I 0ne n x
式中，I1、I2、……In表示各种能量X射线束的 透过强度；I01、I02、……I0n表示各种能量X射 线束的入射强度 1 、 2 、…… n 表示各种能量X射线 x为吸收物质层的厚度。
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。
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
x射线的衰减规律公式
x射线的衰减规律公式好的，以下是为您生成的文章：咱今天来聊聊 X 射线的衰减规律公式，这可是个有点神秘但又超级有趣的话题。
我还记得有一次，我去医院陪朋友看病。
在放射科外面等着的时候，我就盯着那些设备在那瞎琢磨。
这时候，一个医生走过来，可能是看我一脸好奇，就跟我简单说了几句关于 X 射线的事儿。
咱们先来说说 X 射线是咋衰减的。
X 射线穿过物质的时候，它的强度会逐渐减弱，就好像一个大力士跑着跑着没劲儿了一样。
而描述这个衰减过程的，就是那个神秘的衰减规律公式啦。
这个公式呢，简单来说就是 I = I₀e^(-μx) 。
这里面的 I 就是穿过物质之后 X 射线的强度，I₀呢，则是入射 X 射线的初始强度。
μ 被称为线性衰减系数，它跟物质的种类、密度啥的都有关系。
x 就是 X 射线在物质中穿行的距离。
比如说，咱拿一块铝板来举例。
铝板对 X 射线有一定的阻挡作用，它的线性衰减系数是个特定的值。
如果 X 射线初始强度是 100 ，经过5 厘米厚的铝板，咱们就能根据这个公式算出穿过铝板后的 X 射线强度大概是多少。
再说说这个线性衰减系数μ ，它就像是物质的一个“秘密武器”。
不同的物质，μ 的值差别可大了。
像骨头这种密度大的，μ 就大，X 射线就不容易穿过去；像肌肉组织呢，μ 就相对小一些，X 射线就能比较轻松地通过。
想象一下，X 射线就像一群勇敢的小战士，它们拼命往前冲，但是物质就像一道道关卡，有的关卡容易过，有的关卡可难了，这就导致最后能冲过去的小战士数量不一样。
在医学成像里，这个衰减规律公式可重要了。
医生们就是靠着它来调整设备参数，得到清晰准确的图像，从而诊断出咱们身体里的毛病。
比如说拍胸片的时候，如果 X 射线的强度没控制好，要么图像太模糊看不清，要么辐射太大对身体不好。
在工业检测中，这个公式也大有用处。
检测产品内部有没有缺陷，就得靠对 X 射线衰减的精准把握。
总之，X 射线的衰减规律公式虽然看起来有点复杂，但它真的在很多领域都发挥着重要作用。
单能窄束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单能窄束 X 射线在物质中的衰减规律：单能窄束 X 射线在穿过物质时，其强度会逐渐减弱，并且衰减的程度与所穿过物质的厚度和物质的线性衰减系数成正比。
这就好比一个勇敢的冒险者在充满迷雾的森林中前行。
X 射线就像是这位冒险者，而物质就像是这片迷雾重重的森林。
森林越茂密（物质厚度越大），迷雾越浓（线性衰减系数越大），冒险者前进就越困难，能走出来的光线就越少。
我们来想象一下，X 射线这个冒险者满心欢喜地出发，以为能轻松穿越物质的领地。
可没想到，物质中的各种粒子就像一群调皮的小妖怪，它们不断地和 X 射线纠缠、拉扯。
每穿过一层物质，X 射线的能量就被这些小妖怪“偷走”一部分。
比如说，在医学上给我们做 X 光检查的时候。
如果要检查的部位比较厚，比如厚实的胸部，那 X 射线就得更努力地穿越这重重“关卡”，到达成像板上的时候，它的强度就大大减弱了。
就好像原本精力充沛的冒险者，经过长途跋涉，累得气喘吁吁，光芒也暗淡了许多。
再比如，对于不同的物质，就像是不同类型的森林。
有的物质，比如骨头，里面的粒子就像特别厉害的小妖怪，线性衰减系数大，X 射线想要通过可不容易，强度衰减得就特别厉害；而像肌肉这样的物质，里面的粒子就像相对温和一些的小妖怪，线性衰减系数小，X 射线受到的阻碍就小一些，强度衰减得也就没那么多。
据科学研究，对于常见的医疗诊断用 X 射线，穿过 1 厘米厚的人体组织，其强度可能会衰减 20%左右。
这可不是个小数字哦！总结一下，了解单能窄束 X 射线在物质中的衰减规律，对于医学诊断、工业探伤等领域可是太重要啦！有了这个规律，医生们才能通过X 光片看清我们身体内部的情况，工程师们才能检测出工业材料有没有缺陷。
如果您对这方面的知识感兴趣，想要更深入地了解，不妨去看看《探索 X 射线的奥秘》这本书，或者访问一些专业的科普网站，比如科普中国网。
相信您会在科学的海洋中收获更多的惊喜和发现！。
射线衰减的影响因素
射线衰减的影响因素
射线衰减是指射线在穿过物质时逐渐减弱的现象。
影响射线衰减的因素有以下几个方面：
1. 物质本身的密度和厚度：物质的密度越大、厚度越大，射线衰减就越明显。
2. 射线的能量：能量越高的射线，衰减越小，能量越低的射线，衰减越大。
3. 物质的成分：不同成分的物质对射线的衰减程度也不同。
例如，金属对射线的衰减能力比较强。
4. 射线的类型：不同类型的射线对物质的衰减能力也不同。
例如，γ射线对物质的衰减能力比X射线强。
5. 射线的路径：射线在物质中的路径也会影响射线的衰减。
例如，射线如果通过物质的边缘部分，衰减程度会比通过物质中心部分更大。
综上所述，射线衰减的影响因素包括物质本身的密度和厚度、射线的能量、物质的成分、射线的类型以及射线的路径。
X(或γ)射线在物质中的衰减分析
第二节
连续X射线在物质中的衰减规律一、连续X线在物质中的衰减特点第二节
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
理论上，连续能谱窄束X线的衰减可由下式描述：
I I1 I 2 I n
I I 01e
1x
I 02e
2 x
I 0n e
第四节
X射线的临床应用
一、常规X线摄影技术 （一）传统胶片X射线摄影 （二）数字化X射线成像技术 二、介入放射技术 三、计算机断层成像技术
四、利用X射线的肿瘤放射治 疗技术
思考题
1、根据宽束连续能量X线衰减的规律，解 释临床X线摄影应用滤过板的意义。 2、根据X线的衰减规律，思考不同肢体部 位X线摄影时，为提高影像清晰度及对 比度应如何选择X线摄影条件？
三、X射线的滤过
低能光子对检查者皮肤和表浅组织的伤害 。 过滤，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,这种过程称为过滤 滤过板 所用的金属片。
（一）固有过滤
X射线管组装体本 身的过滤叫固有 过滤。 包括X线管的玻璃 管壁、绝缘油、 管套上的窗口和 不可拆卸的滤过 板。 用铝当量表示（ mm Al）一般诊 断X线机的固有滤 过在0.5～2 mm Al
0.1755×102 0.1742×102 0.1732×102 0.1724×102
0.1906×102
0.1882×102 0.1864×102 0.1852×102 0.1842×102
0.4530×102
0.4298×102 0.4132×102 0.4010×102 0.3918×102
X射线影像是人体的不同组织对射线不同衰 减的结果。 X射线透过，胶片呈黑色。 X射线被吸收，胶片呈白色。 人体吸收X射线最多的是门牙。 吸收X射线最少的是充满气体的肺。
1.12.1 射线透过物质的衰减及规律
4.9 吸收曲线
定义：以吸收物质的厚度作为横坐标，射 线相对强度作为纵坐标，可以得到射线相 对强度衰减曲线。
宽束连续谱射线吸收曲线
lg I 0.434T
I0
I ln
I0
吸收曲线
线衰减系数曲线
等效线衰减系数的计算
宽束连续谱射线穿过一定厚度物体时的等效线衰减系数 可如下 近似求出。如图所示，在图中取距离很小的 A、B 两点，它们对应的 厚度分别为 T1 和 T2，对应的透射射线强度分别为 I1 和 I2（由于 T1 和 T2 相差不大，认为 n 不随厚度变化）。记宽束连续谱射线在这一厚 度的线衰减系数为 ，则按单色窄束射线的衰减规律有
4.7.1 散射线和散射比
散射线和散射比 散射线主要来源于康普顿效应 应用宽束射线时，到达胶片或探测器的射线 I 包
括一次透射射线 I和D 散射射线 。I S
I I D I S I D 1 I S / I D I D 1 n
其中 nIS/ID 称为散射比。 散射比n的大小与射线能量、穿透物质种类、穿透 厚度等因素有关。 注意散射线和散射比的变化趋势区别
决定性作用
射线衰减在射线检测中的地位和作用
小直径管椭圆成像
3. 射线基本概念
按射线能量分为 单色射线： 单一波长射线 多色射线： 连续波长射线 按是否考虑散射线分为 窄束射线： 一次透射射线 宽束射线： 一次透射射线+散射线
射线透过物质的衰减及规律53页PPT
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
射线透过物质的衰减及规律
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
射线强度衰减规律
射线强度衰减规律一、射线强度衰减规律基本概念1.射线与物质的相互作用由以上讨论可知，射线通过一定厚度物质时，有些光子与物质发生相互作用，有些则没有。
如果光子与物质发生的相互作用是光电效应和电子对效应，则光子被物质吸收；如果光子与物质发生康普顿效应，则光子被散射。
散射光子也可能穿过物质层，这样，穿过物质层的射线通常由两部分组成：一部分是未与物质发生相互作用的光子，其能量和方向均未变化，称为透射射线；另一部分是发生过一次或多次康普顿效应的光子，其能量和方向都发生了改变，称为散射线。
2．窄束、单色射线所谓窄束射线是指不包括散射成分的射线束，通过物质后的射线束，仅由未与物质发生相互作用的光子组成。
“窄束”一词是从实验时通过准直器得到细小的辐射束流而得名，作为专用术语的描述并不含有几何学上“细小”的意义，即使射束有一定宽度，只要其中没有散射成分，便可称为“窄束”。
所谓“单色”是指由单一波长电磁波组成的射线，或者说，由相同能量光子组成的辐射束流，又称为单能辐射。
采用如图1所示的装置，在单能辐射源与探测器之间放置两个准直器，在两个准直器之间放置吸收物质，便可通过试验测出窄束单色射线的强度衰减情况图1获得窄束辐射的装置示意图3、宽束、多色射线工业检测中应用的射线，不可能是“窄束、单色”射线，到达探测器的束流中，总是包含有散射线的成分，这样的射线称为“宽束”射线。
束流中的光子往往也不具有相同能量。
例如，常用的放射性同位素发出的γ射线是几种乃至十几种能量光子的组合，属“多色”射线，而X射线的波长更是连续变化的，称为“白色”射线。
二、窄束、单色射线强度衰减规律1.窄束、单色射线强度衰减规律当吸收物质不存在时，探测器K记录的辐射强度为I0，称为辐射的原始强度或入射强度。
放置厚度为ΔT的薄层物质后，K点的辐射强度变为I，称为一次透射射线强度。
以ΔI表示强度的变化量，即I-I0=-ΔI，负号表示强度在减弱。
用不同种类和厚度的吸收物质和不同能量的射线实验，可发现以下关系：-ΔI=μI0ΔT即射线通过薄层物质时强度减弱与物质厚度及辐射初始强度成正比，同时与μ的数值有关，μ称为线衰减系数对上式积分，并设T=0时，I=I0，即可得窄束单色射线强度衰减公式：I=I0e−μT式中的T为穿透物质的厚度。
射线检测二级题库 ()
第一部分射线检测共：690题其中：是非题213题选择题283题问答题79题计算题115题一、是非题1.1 原子序数Z等于原子核中的质子数量。
（）1.2 为了使原子呈中性，原子核中的质子数必须等于核外的电子数。
（）1.3 当原子核内的中子数改变时，它就会变为另一种元素。
（）1.4 当一个原子增加一个质子时，仍可保持元素的种类不变。
（）1.5 原子序数相同而原子量不同的元素，我们称它为同位素。
（）1.6 不稳定同位素在衰变过程中，始终要辐射γ射线。
（）1.7 不同种类的同位素，放射性活度大的总是比放射性活度小的具有更高的辐射剂量。
（）1.8 放射性同位素的半衰期是指放射性元素的能量变为原来一半所需要的时间。
（）1.9 各种γ射线源产生的射线均是单能辐射。
（）1.10 α射线和β射线虽然有很强的穿透能力，但由于对人体辐射伤害太大，所以一般不用于工业探伤。
（）1.11 将元素放在核反应堆中受过量中子轰击，从而变成人造放射性同位素，这一过程称为“激活”。
（）1.12 与其他放射性同位素不同，C s137是原子裂变的产物，在常温下呈液态，使用前须防止泄漏污染。
（）1.13 与Ir192相比，Se75放射性同位素的半衰期更短，因此其衰变常数λ也更小一些。
（）1.14 射线能量越高，传播速度越快，例如γ射线比X射线传播快。
（）1.15 X射线或γ射线强度越高，其能量就越大。
（）1.16 X射线或γ射线是以光速传播的微小的物质粒子。
（）1.17 当X射线经过2个半价层后，其能量仅仅剩下最初的1/4。
（）1.18 如果母材的密度比缺陷的密度大一倍，而母材的原子序数比缺陷的原子序数小一半时，缺陷在底片上所成的象是白斑。
（）1.19 标识X射线具有高能量，那是由于高速电子同靶原子核相碰撞的结果。
（）1.20 连续X射线是高速电子同靶原子的轨道电子相碰撞的结果。
（）1.21 X射线的波长与管电压有关。
（）1.22 X射线机产生X射线的效率比较高，大约有95%的电能转化为X射线的能量。
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
第一节单能X射线在物质中衰减规律
• 1、单能窄束的概念 • 由相同能量的光子组成的辐射称为单能辐射。 所谓窄束是指所包括的散射线成分很少的辐射束。 以上两个条件均能满足的辐射束为单能窄束。 • 2、单能窄束X射线的衰减规律 • （1）线性衰减系数：X射线穿过单位厚度的物质 层时，其强度衰减的分数值。用u表示，SI单位是 m-1 • （2）质量衰减系数： X射线穿过单位质量厚度 的物质层时，其强度衰减的分数值。
第四章 X射线在物质中的衰减
• （吸收衰减）两个方面。 • 1、距离衰减 • 在以焦点为球心，半径不同的各球面上的X 射线强度，与距离（半径）的平方成反比， 这一规律称为X射线强度衰减的平方反比法 则。 • 2、物质的吸收。
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。
射线半衰律公式
射线半衰律公式射线半衰律公式，也被称为放射性衰变定律，是描述放射性物质衰变过程的数学公式。
它是由法国科学家亨利·贝克勒尔于1896年发现，并由他命名为“半衰期”。
半衰期是指放射性物质衰变为原来的一半所需的时间。
射线半衰律公式可以用来计算放射性物质在特定时间内的衰变情况。
放射性物质的衰变是一种自发的过程，其中原子核会发生变化，释放出射线或粒子。
这个过程是不可逆的，而且每个放射性元素都有不同的衰变速率。
为了描述这种衰变过程，科学家们引入了半衰期的概念。
半衰期是指放射性物质衰变为原来的一半所需的时间。
例如，如果一个放射性物质的半衰期为1小时，那么在1小时后，只剩下原来的一半放射性物质，再过1小时，只剩下原来的四分之一，以此类推。
射线半衰律公式可以用来计算放射性物质在任意时间内的衰变情况。
公式的形式如下：N = N0 * (1/2)^(t/T)其中，N是指特定时间内剩余的放射性物质的数量，N0是初始时刻的放射性物质的数量，t是经过的时间，T是放射性物质的半衰期。
通过这个公式，我们可以计算出任意时间内放射性物质的衰变情况。
例如，如果我们知道某个放射性物质的半衰期为10天，初始时刻有100克，那么经过20天后，剩余的放射性物质数量可以通过公式计算得出：N = 100 * (1/2)^(20/10) = 100 * (1/2)^2 = 100 * 1/4 = 25克这意味着在20天后，剩余的放射性物质数量为25克。
射线半衰律公式在放射性物质的研究和应用中起到了重要的作用。
通过测量放射性物质的衰变情况，我们可以确定其半衰期，并进一步了解物质的性质和行为。
此外，在医学、工业和环境保护等领域，射线半衰律公式也被广泛应用。
例如，在医学影像学中，放射性同位素的衰变过程可以用来获取有关人体内部器官结构和功能的信息，为医生提供诊断依据。
射线半衰律公式的应用还包括放射性物质的放射剂量计算和核能的利用。
通过了解放射性物质的衰变速率，我们可以确定辐射剂量，从而保护工作人员和公众的健康安全。
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普通坐标
吸收体厚度
吸收体厚度
指数衰减
直线衰减
单能窄束射线的衰减曲线
多种均质材料的衰减
I0
I
1 2 3
l1 l2
N
lN
根据射线衰减基本规律及指数函数性质可得 I I 0 e 1l1 e 2l2 e N lN
=I 0 e
1l1 2l2 N lN
质量吸收系数随着波长的变化有突变的原因，即 元素特征光谱产生。
质量衰减系数随能量变化曲线
质量衰减系数随能量变化曲线
4.4 半价层
X射线强度在物质中被衰减为一半时的厚度 称为该物质的半价层。
I I 0e
T
I0 ln 2 0.693 T1 2 2
同一物质对不同能量的射线，半价层不同
射线检测的物理基础
§1.12.1 射线透过物质的衰减及规 律
本节主要内容
1. 射线衰减的原因分析
2. 射线衰减在射线检测中的地位和作用
3. 有关射线的基本概念
4. 射线衰减的基本规律
上节课回顾：射线与物质相互作用
射线光子与物质原子相互作用，根据原子 种类不同、光子能量不同，作用类型： 光电效应： 光子与轨道电子作用
混合物或化学物的质量衰减系数
若构成物体的各元素的百分比含量分别为W1、 W2、W3、……，相应的各元素的质量衰减系数 分别为
m1、m2、 ，则物体的质量衰减系数可
按下式计算
m W1m W2 m W3 m
1 2 3
应用
例如：三氧化二铝(Al2O3)对0.05MeV能量的射线可按下式 计算其线衰减系数。从有关手册查到 铝(Al)：相对原子质量 A＝27 质量衰减系数值μm＝0.357cm2/g 氧(O)：相对原子质量 A＝16 质量衰减系数值μm＝0.211cm2/g Al2O3的密度：ρ＝3.90～4.10g/cm3 取其值为3.95g/cm3 用上述数据计算 μm ＝0.357×[2×27/(3×16＋2×27)]＋ 0.211×[3×16/(3×16＋2×27)]＝0.2833(cm2/g) ＝μmρ＝0.2833×3.95＝1.139(cm1) 即三氧化二铝(Al2O3)的线衰减系数为1.139cm1。
I0
I
T
T
均匀物质
I I
IT
I IT
负号表示射线强度减 弱。
射线强度衰减公式
I T I
dI dT I
IT
I0
T dI dT 0 I
T 0时, I T I 0
I I 0e
T
朗伯-比尔定律
即射线衰减基本规律。 意义：计算穿过物体后的透射射线强度。
其中
n IS / ID
称为散射比。
散射比n的大小与射线能量、穿透物质种类、穿 透厚度等因素有关。
注意散射线和散射比的变化趋势区别
4.7.2 单色宽束射线的强度衰减规律
入射射线
I0
对于宽束连续谱射线，这时 透射射线强度应为一次射线 和散射射线强度之和，即
I ID Is
IS
ID
散乱射线 穿透射线
I D I0eT
Is 散射比 n ID
I (1 n) I 0e
T
单色宽束射线的强度衰减规律
常引入积累因子，常用符号 B 记，即
B 1 I S / I D
因此
T
I BI0e
4.7.3 多色、窄束射线衰减规律
设一束多色射线的初始强度为 I 0 ，其中不 同能量的光子束流强度分别为 I 01 , I 02 , ， 在物质中的衰减系数分别为 1 , 2 , ，一 次透射射线的总强度为 I ，不同能量射线 的分强度为 I1 , I 2 , ， I 0 I 01 I 02
，不同物质对同一能量的射线不同。
半价层的应用
若已知半价层，射线穿透厚度T，有以下结论：
1 I I0 2
T / Th
怎么来的？？？
ln 2 Th
I I 0e
T
I 0e
ln 2 T Th
I 0e
ln 2
T Th
1 I0 2
n
T / Th
理论上常用质量衰减系数，即线衰减系数除以物质密度所 得到的值，常记为 m
m /
优点：不受物质密度和物理状态的影响。 例：水和水蒸气的 m 值一样，但 不同
同样地，有
m kZ 3 3
上式表明，对同样能量的射线，物质的原子序数越大，物 质的密度越大，射线在物体中受到的衰减也越大；对不同 能量的射线，当穿过同一种物体时，能量低的射线将受到 更大的衰减。
吸收：一部分转移到作用的电子或产生的
电子, 包括光电效应、电子对效应
吸收+散射
射线强度衰减(光子数的减
少、光子方向发生变化)
1. 由传播几何因素引起的强度衰减
平方反比定律:由射线源辐射的射线，以一 定的辐射角度在空间沿直线传播，随着传 播距离的增加，在以焦点为中心而半径不 同的各球面上，X射线的强度与距离的平方 成正比。
1 I lg 5 0.2 n 2.32 n I0 2 lg 2
T1 / 2
2 0.86 (cm ) 2.32
0.693/ T1 / 2 0.80(cm1 )
4.5 射线衰减公式延拓
I I 0e
强度
T
I lg 0.434T I0
强度 半对数坐标
0.91
0.70 0.50
2.7
1.8 0.8
1.5
2.0 3.0 5.0 7.0
0.058
0.050 0.041
0.12
0.10 0.83
0.132 0.370
0.116 0.313
0.41
0.35
0.58
0.524
0.100 0.270 0.295 0.482 0.53
0.030 0.067 0.075 0.244 0.284 0.494 0.025 0.061 0.068 0.233 0.273
宽束射线
“多色”射线
“白色”射线
结论：连续谱中不同能量的射线衰减的情况将不
同，Beer定律不适用于宽束多色射线。
4.7.1 散射线和散射比
散射线和散射比 散射线主要来源于康普顿效应 应用宽束射线时，到达胶片或探测器的射线 I 包 括一次透射射线 I D 和散射射线 I S 。
I I D I S I D 1 I S / I D I D 1 n
I I0 / L
2
2. 射线衰减在射线检测中的地位和作用
射线强度衰减导致射线强度分布不同 胶片记录射线强度分布 射线强度差异是底片产生对比度的根本原因，起 决定性作用
射线衰减在射线检测中的地位和作用
小直径管椭圆成像
3. 射线基本概念
按射线能量分为
单色射线： 单一波长射线
多色射线： 连续波长射线
康普顿效应： 光子与自由电子(最外层轨道 电子、轨道束缚弱)作用
电子对效应： 光子与原子核的库仑场作用
瑞利散射：
光子与整个原子交互作用
上节课回顾：射线与物质相互作用结果
散射X射线
0
瑞利散射 电子对效应 康普顿效应
' 0
反冲电子 俄歇电子 光 电子
电
子
光电效应
入射X射线
I0
4.7.4 多色、宽束射线的强度衰减规律
对宽束连续谱射线严格地处理非常复杂。 连续谱射线包含各种波长，衰减程度各不 相同，长波长先衰减。 常引入等效波长或称平均波长，只要认为 上式中的 是对应于射线等效波长的线衰减 系数，可以近似应用于宽束连续谱射线进 行近似 计算:
铁的线衰减系数
R曲线是瑞利散射部分 PE曲线是光电效应部分 C曲线是康普顿效应部 分 PP曲线是电子对效应部 分 T曲线是总的线衰减系 数
铝的线衰减系数
R曲线是瑞利散射部 分 PE曲线是光电效应部 分 C曲线是康普顿效应 部分 PP曲线是电子对效应 部分 T曲线是总的线衰减 系数
铅的线衰减系数
吸收系数与波长及元素的关系
元素的吸收系数是入射线的波长和吸收元素原子 序数的函数。 元素其质量吸收系数随着波长的变化有若干突变 ，发生突变的波长称为吸收限(或称吸收边)。
在各个吸收限之间质量吸收系数随波长增加而增 大。所以短波长的X射线(所谓硬X射线)穿透能力 大，而长波长的X射线(所谓软X射线)则容易被物 质吸收。
R曲线是瑞利散射部分 PE曲线是光电效应部分 C曲线是康普顿效应部 分 PP曲线是电子对效应部 分 T曲线是总的线衰减系 数
几种材料的线衰减系数
射线能 量MeV
水
碳
铝
铁
铜
铅
0.25
0.50 1.0
0.121
0.095 0.069
0.26
0.20 0.15
0.29
0.22 0.16
0.80
0.665 0.469
按是否考虑散射线分为
窄束射线： 一次透射射线 宽束射线： 一次透射射线+散射线
窄束射线获取装置
窄 束 射 线 获 取 装 置
铅准直器 源 散射光子 探测器 吸收体 铅准直器
铅准直器 源
探测器 吸收体
宽 束 射 线 获 取 装 置
4. 射线强度衰减规律
4.1 单色、窄束射线强度衰减规律
单一均质材料中，在 很小的厚度范围内强 度的衰减量与入射射 线强度和穿透物体的 厚度成正比。
10.0
0.022 0.054 0.061 0.214 0.272