X线与物质的相互作用
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在X射线诊断中，从受检者身上产生的散射线其 能量与原射线相差很少，并且散射线比较对称地 分布在整个空间，这个事实必须引起医生和技术 人员的重视，并采取相应的防护措施。
另外，散射线增加了照片的灰雾，降低了影像的 对比度，但与光电效应相比受检者的剂量较低。
三、电子对效应
三、电子对效应
概念：在原子核场或原子的电子场中，一个入射 光子突然消失而转化为一对正、负电子。
②入射光子能量的影响 条件：入射光子能量≥轨道电子结合能。 碘的K电子结合能33.2keV，若光子能量是
33keV，就不能击脱该电子，但可击脱M或L 层电子。
发生几率与光子能量的3次方成反比。 如一个34keV的光子比100keV的光子更容易
与碘的K层电子发生作用。光子能量愈大光 电效应的发生几率迅速减小。
1.作用过程
当能量为hν的光子与原子的外层轨道电子相 互作用时，光子交给轨道电子部分能量后，其 频率发生改变并与入射方向成φ角散射(康普 顿散射光子)，获得足够能量的轨道电子则脱 离原子与光子入射方向成θ角的方向射出(康 普顿反冲电子) 。
康普顿发现，简称康普顿效应或康普顿散射。
1.作用过程
为此，应设法减少光电效应的发生。
由于光电效应发生概率与光子能量3次方 成反比，利用这个特性在实际工作中采 用高千伏摄影技术，从而达到降低剂量 的目的。
不过，在乳腺X射线摄影中，要注意平衡 对比度和剂量之间的矛盾。
二、康普顿效应
作用过程 作用几率 诊断放射学中的康普顿效应
二、康普顿效应
（氢除外），故所有物质康普顿质量衰减系数几乎相同。
②入射光子能量的影响：与入射光子能量成反比
随着入射光子的能量的增加，光电效应发生概率 下降，康普顿效应发生概率相对提高，在医学影 像上的表现是骨骼与软组织的对比度下降。
3. 诊断放射学中的康普顿效应
康普顿效应中产生的散射线是辐射防护中必须引 起注意的问题。
4．诊断放射学中的光电效应
从被检者接收X射线剂量看光电效应是很 有害的。
被检者从光电效应中接收的X线剂量比其 他任何作用都多。一个入射光子的能量 通过光电作用全部被人体吸收，在康普 顿散射中被检者只吸收入射光子能量的 一小部分。
从全面质量管理观点讲，应尽量减少每 次X射线检查的剂量。
4．诊断放射学中的光电效应
在人体组织中特征X射 线和俄歇电子的能量 低于0.5keV，这些低 能光子和电子很快被 周围组织吸收。
1.光电效应概念
光电效应的实质是什么呢？ 物质吸收X射线使其产生电离的过程。 由能量守恒定律知，发生光电效应时，入射X射线
光子能量hν和光电子的动能Ee满足关系：
hEeEB
式中EB为原子第i层电子的结合能，与原子序数和壳层数有关。
X射线与物质相互作用的主要过程包括： 光电效应 (photoelectric effect) 康普顿效应(Compton effect) 电子对效应(electronic pair effect） 三种主要过程损失能量的绝大部分。其
他次要过程有相干散射、光核反应等。
光电效应
光电效应的概念 发生几率 光电效应中的特征辐射 如何评价诊断放射学中的光电效应
1.光电效应概念
光电效应产生：
①负离子 (光电子、俄歇电 子)；
②正离子 (丢失电子的原子 )；
③新的光子 （特征辐射）
2.发生几率
实验和理论都可以准确的证明光电质量衰减系数 的表达式为：
m
c1 z43
A
式中 A 是： 原c1 子 是量 一， 个 为 常 入 数 射 ，
2.发生几率
①物质原子序数的影响：与物质原子序数的4 次方成正比。
光电效应中是X 线光子，结果是 造成电子空位， 产生特征辐射。
4．诊断放射学中的光电效应
诊断放射学中的光电效应，可从利弊两个方 面进行评价。
光电效应能产生质量好的照片影像，原因：
①不产生散射线，减少照片的灰雾；
②增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收 差别，产生高对比度的X射线照片。
有害的方面是，入射X射线通过光电效应可 全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。
康普顿效应产 生：
①反冲电子，
反冲角度θ
②散射光子，
散射角度φ， 频率ν′
2.作用几率
实验和理论都可以准确证明康普顿质量衰减系数 的表达式为
mc1A N0
Zc2Z
A
式中c2=c1N0是另一个常数。
2.作用几率
①物质原子序数的影响：与Z成正比
由于所有物质的每克电子数(
N A
0
Z
)均十分接近
2．发生几率
③原子边界吸收的影响 光电效应的概率在光子能量等于K、L、M电子结合
能时发生突然的跳变，概率最大。 光电效应的概率特别大的地方称为吸收限。 物质原子的边界吸收特性在防护材料的选取、复合
防护材料配方及阳性对比剂材料的制备等方面得到 应用。
吸收限
源自文库
3．光电效应中的特征辐射
X线管中击脱轨 道电子的是阴极 飞来的高速电子 ，
1.光电效应概念
能量为hν的光子通过 物质时与原子的内层 电子相互作用，将全 部能量交给电子，获 得能量的电子摆脱原 子核的束缚成为自由 电子(光电子)，光子 本身被原子吸收的作 用过程称为光电效应 。
1.光电效应概念
放出光电子的原子所 处的状态是不稳定的 ，其电子空位很快被 外层电子跃入填充， 随即发出特征X线光子 。特征X线在离开原子 之前，又将外层电子 击脱，称为“俄歇电 子”。
X(或γ)射线与物质的相互作用
教学目标
掌握： X(或γ)射线与物质的相互作用主要过程 —光电效应、康普顿效应、电子对效应的发生机 制和发生几率。
熟悉： X(或γ)射线与物质作用规律在射线诊断 、屏蔽防护中的应用。
了解： X(或γ)射线与物质的相互作用的其他过 程—相干散射、光核反应。
第一节 X射线与物质相互作用的过程
轨道电子与原子核结合得愈紧密，就愈容易发 生光电效应。高原子序数物质，轨道电子的结 合能较大，不仅K层而且其它壳层上的电子也 较容易发生光电效应。低Z物质，只有K电子结 合能较大，所以光电效应几乎都发生在K层。
在满足光电效应的能量条件下，内层比外层电 子发生光电效应的几率可高出4-5倍。
2.发生几率
另外，散射线增加了照片的灰雾，降低了影像的 对比度，但与光电效应相比受检者的剂量较低。
三、电子对效应
三、电子对效应
概念：在原子核场或原子的电子场中，一个入射 光子突然消失而转化为一对正、负电子。
②入射光子能量的影响 条件：入射光子能量≥轨道电子结合能。 碘的K电子结合能33.2keV，若光子能量是
33keV，就不能击脱该电子，但可击脱M或L 层电子。
发生几率与光子能量的3次方成反比。 如一个34keV的光子比100keV的光子更容易
与碘的K层电子发生作用。光子能量愈大光 电效应的发生几率迅速减小。
1.作用过程
当能量为hν的光子与原子的外层轨道电子相 互作用时，光子交给轨道电子部分能量后，其 频率发生改变并与入射方向成φ角散射(康普 顿散射光子)，获得足够能量的轨道电子则脱 离原子与光子入射方向成θ角的方向射出(康 普顿反冲电子) 。
康普顿发现，简称康普顿效应或康普顿散射。
1.作用过程
为此，应设法减少光电效应的发生。
由于光电效应发生概率与光子能量3次方 成反比，利用这个特性在实际工作中采 用高千伏摄影技术，从而达到降低剂量 的目的。
不过，在乳腺X射线摄影中，要注意平衡 对比度和剂量之间的矛盾。
二、康普顿效应
作用过程 作用几率 诊断放射学中的康普顿效应
二、康普顿效应
（氢除外），故所有物质康普顿质量衰减系数几乎相同。
②入射光子能量的影响：与入射光子能量成反比
随着入射光子的能量的增加，光电效应发生概率 下降，康普顿效应发生概率相对提高，在医学影 像上的表现是骨骼与软组织的对比度下降。
3. 诊断放射学中的康普顿效应
康普顿效应中产生的散射线是辐射防护中必须引 起注意的问题。
4．诊断放射学中的光电效应
从被检者接收X射线剂量看光电效应是很 有害的。
被检者从光电效应中接收的X线剂量比其 他任何作用都多。一个入射光子的能量 通过光电作用全部被人体吸收，在康普 顿散射中被检者只吸收入射光子能量的 一小部分。
从全面质量管理观点讲，应尽量减少每 次X射线检查的剂量。
4．诊断放射学中的光电效应
在人体组织中特征X射 线和俄歇电子的能量 低于0.5keV，这些低 能光子和电子很快被 周围组织吸收。
1.光电效应概念
光电效应的实质是什么呢？ 物质吸收X射线使其产生电离的过程。 由能量守恒定律知，发生光电效应时，入射X射线
光子能量hν和光电子的动能Ee满足关系：
hEeEB
式中EB为原子第i层电子的结合能，与原子序数和壳层数有关。
X射线与物质相互作用的主要过程包括： 光电效应 (photoelectric effect) 康普顿效应(Compton effect) 电子对效应(electronic pair effect） 三种主要过程损失能量的绝大部分。其
他次要过程有相干散射、光核反应等。
光电效应
光电效应的概念 发生几率 光电效应中的特征辐射 如何评价诊断放射学中的光电效应
1.光电效应概念
光电效应产生：
①负离子 (光电子、俄歇电 子)；
②正离子 (丢失电子的原子 )；
③新的光子 （特征辐射）
2.发生几率
实验和理论都可以准确的证明光电质量衰减系数 的表达式为：
m
c1 z43
A
式中 A 是： 原c1 子 是量 一， 个 为 常 入 数 射 ，
2.发生几率
①物质原子序数的影响：与物质原子序数的4 次方成正比。
光电效应中是X 线光子，结果是 造成电子空位， 产生特征辐射。
4．诊断放射学中的光电效应
诊断放射学中的光电效应，可从利弊两个方 面进行评价。
光电效应能产生质量好的照片影像，原因：
①不产生散射线，减少照片的灰雾；
②增加人体不同组织和造影剂对射线的吸收 差别，产生高对比度的X射线照片。
有害的方面是，入射X射线通过光电效应可 全部被人体吸收，增加了受检者的剂量。
康普顿效应产 生：
①反冲电子，
反冲角度θ
②散射光子，
散射角度φ， 频率ν′
2.作用几率
实验和理论都可以准确证明康普顿质量衰减系数 的表达式为
mc1A N0
Zc2Z
A
式中c2=c1N0是另一个常数。
2.作用几率
①物质原子序数的影响：与Z成正比
由于所有物质的每克电子数(
N A
0
Z
)均十分接近
2．发生几率
③原子边界吸收的影响 光电效应的概率在光子能量等于K、L、M电子结合
能时发生突然的跳变，概率最大。 光电效应的概率特别大的地方称为吸收限。 物质原子的边界吸收特性在防护材料的选取、复合
防护材料配方及阳性对比剂材料的制备等方面得到 应用。
吸收限
源自文库
3．光电效应中的特征辐射
X线管中击脱轨 道电子的是阴极 飞来的高速电子 ，
1.光电效应概念
能量为hν的光子通过 物质时与原子的内层 电子相互作用，将全 部能量交给电子，获 得能量的电子摆脱原 子核的束缚成为自由 电子(光电子)，光子 本身被原子吸收的作 用过程称为光电效应 。
1.光电效应概念
放出光电子的原子所 处的状态是不稳定的 ，其电子空位很快被 外层电子跃入填充， 随即发出特征X线光子 。特征X线在离开原子 之前，又将外层电子 击脱，称为“俄歇电 子”。
X(或γ)射线与物质的相互作用
教学目标
掌握： X(或γ)射线与物质的相互作用主要过程 —光电效应、康普顿效应、电子对效应的发生机 制和发生几率。
熟悉： X(或γ)射线与物质作用规律在射线诊断 、屏蔽防护中的应用。
了解： X(或γ)射线与物质的相互作用的其他过 程—相干散射、光核反应。
第一节 X射线与物质相互作用的过程
轨道电子与原子核结合得愈紧密，就愈容易发 生光电效应。高原子序数物质，轨道电子的结 合能较大，不仅K层而且其它壳层上的电子也 较容易发生光电效应。低Z物质，只有K电子结 合能较大，所以光电效应几乎都发生在K层。
在满足光电效应的能量条件下，内层比外层电 子发生光电效应的几率可高出4-5倍。
2.发生几率