x或γ射线在物质中的衰减
辐射剂量学1
8、不带电粒子与物质的相互作用： （1）三种作用效应：光电效应、康普顿效应、 电子对效应；（2）描述参数：截面，能量转移和能力吸收的几率。中子与物质 相互作用的质量能量吸收系数和质量能量转移系数相等。 （因为中子与物质相互 作用产生的带电粒子都是重粒子，其轫致辐射的能量损失可以忽略。） 9、不带电粒子与物质三种相互作用类型的相对重要性（P32） 10、对吸收剂量的理解，定义：电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以 d 该体积元中物质的质量的商； D ，单位：戈瑞，1Gy＝1J/kg；（拉德， dm 1rad＝0.01Gy）； 吸收剂量：适用于任何物质和任何辐射。比释动能：适用于任何物质和不带电辐 射。除非默认，否则在给出吸收剂量和比释动能数值时应给出辐射类型和物质种 类。吸收剂量和比释动能的区别：K 明确描述光子、中子向次级带电粒子转移 的动能。D 明确描述受照物质真正吸收的辐射能量。 11、照射量的定义：X、γ射线，在空气中，单位体积元内产生的全部电子均被 dQ 阻留在空气中时， 形成的总电荷除以该体积元空气质量。 x （单位： dm C·kg-1 1R=2.58×10-4 C·kg-1） 12、自由空气电离室按照射量的定义设计的，设计过程中的要求：（1）入射窗 到测量体积前端的距离不得小于次级电子的最大射程。（2）电离室不宜做的过 大。（3）5—500kv 之间的 x 射线测量的标准仪器。（3）能量太高，线度太大； 能量太低时，吸收修正困难。 13、在腔室理论中，薄壁和厚壁情况下，腔室吸收剂量 Dg 与介质的吸收剂量 Dm 有的关系（作业有）：若充气腔室在电离辐射条件下单位质量空腔气体中的 电离电荷为 Jg，则： D ( W ) J g g g e
Dm ( S / ) m.g (
W )g J g e
辐射剂量学知识点总结
• 对不带电粒子：窄束衰减和衰减系数 dN=-Nμdx （μ为线衰减系数）
辐射份额Y(E)
线能量转移系数tr：光子在吸收介质中穿行单位长度距离时，光子转移为带电粒子的
• 质量能量吸收系数μen/ρ表示光子在物质中穿过单位质量厚度时，入射光子能量中转
移给次级电子能量的碰撞损失份额。
2、一个各向同性的γ点源的活度为A，能量为hνi的γ射线的 产额为ni，源的自吸收以及空气的吸收和散射作用忽略， 距离γ点源r处的γ光子的注量率φ=A/(4π r2) ∑ ni 能量注量率ψ=A/(4π r2) ∑ ni hνi 3、比释动能描述对象？ • 答：比释动能是描述不带电粒子在物质中转移能量的第一 阶段的一个物理量 • 比释动能K是感兴趣点P处单位质量介质中转移给带电粒 子的能量（动能）的期望值，其中包括轫致辐射损失的能 量，但不包括由一个带电粒子转移给另一个带电粒子的能 量。 γ射线对物质的电离作用两步过程 • 第 1 步初级作用：三种作用效应（与原子序数Z有关-八字 关系） • 光电效应、 康普顿效应、电子对效应 产生次级电 子 • 第 2 步次级作用：电离效应 次级电子使物质原子电离
1、注量、通量、注量率 • 。 注量：表征辐射场的空间疏密程度。特例：单向辐射场 • 定义： Φu=dN/da┴ 为单向辐射场的粒子注量。(可理解为进入单位垂 直截面小球的粒子数)一般情况：各向辐射场 • ①粒子注量Φ：Φ=dN/da，m-2 dN进入小球体的粒子数。 • da 小球体截面积，单位m2。 粒子注量，单位m-2。 • ICRU定义：辐射场中某一点的注量，是进入以该点为球心，截面积为 da的小球体内的粒子数dN除以da的商 • 注量与径迹长度关系：粒子注量等于单位体积内的径迹总长度 • ②能量注量Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2 • 定义：进入单位截面积的球体内的所有粒子能量之和（不包括静止能 量） • dR 粒子能量之和，单位 J。， 能量注量，单位 J/m2。 • 粒子注量率φ：φ=dΦ/dt=d2N/dadt，m-2s-1 • d 时间间隔d t 内粒子注量的增量。 φ 粒子注量率(即为粒子通 量密度），单位m-2s-1。 • 能量注量率 ψ ： ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2） • 式中， d 时间间隔d t 内能量注量的增量。 能量注量率，单 位Jm-2s-1。
第一章放射物理基础
④若一种核素同时发生n 种类型的核衰变，则 多种衰变同时进行，互不影响：
1 2 n
半衰期:放射性核的数量因发生自发核衰 变而减少到原来核数一半所需的时间
N0 2
N0eT
可得：T ln 2 0.693
用半衰期表示衰变方程:
对递次衰变系列(T1»Ti, i=2,3,···)，有：
1N1 2 N 2 n N n
暂时平衡(transient equilibrium)
条件：
T1
T2 1
2
t 7 T1T2 T1 T2
结果： N 2 1 N1 2 1
A2 2 A1 2 1
1、卢瑟福的原子模型
α 粒子的散射实验
目的：检验汤姆逊模型的正确性 原理：带电粒子射向原子,探测出射粒子的角 分布。
实验装置和模拟实验
R:放射源； F:散射箔； S:闪烁屏； M：显微镜
B:圆形金属匣
（a)侧视图
(b)俯视图
α 粒子：放射性元素发射出的高速带电粒 子，其速度约为光速的十分之一，带+2e的 电荷，质量约为4MH。
吸收能量
核外电子从一个电子 层跃迁到另一个电子 层时，吸收或释放一 定的能量，就会吸收 或释放一定波长的光，
释放能量
所以得到线状光谱。
电子在原子中如何分布？
密集的、带正电荷的原子核包含了原子的大部分质量，它被 带负电荷的电子包围
电子在原子中如何分布？
原子核外的电子是分层排布的，每一层都 可以叫做能层，可以分为K.L.M.N.O.P.Q这 7个能层，每个能层最多能排2n2个电子，每 个能层又可以为多个能级。
医学放射物理与防护练习题
放射物理与防护习题与答案第一章核物理基础物质的结构、核转变第一节学习目标及学习指导一、学习目标一掌握内容1．放射性核素衰变的类型;2．原子核的衰变规律;二熟悉内容熟悉原子结构、原子核结构;三了解内容衰变平衡;二、学习指导1．从初期理论的实验基础入手展开对原子结构的介绍,通过玻尔的原子模型引入玻尔假设、氢原子的玻尔理论,得出轨道半径、能量与量子数n的关系;核外电子结构、原子能级、原子核外壳层电子的结合能,原子核的结构、原子核的结合能;2．核素有两大类,即放射性核素和稳定性核素;放射性核素又分为天然放射性和人工放射性核素;放射性核素发生衰变过程中遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律;3．原子核的衰变规律可用衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性活度来衡量;有些放射性核素可以发生递次衰变;第二节习题集一、A1型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成,请你从备选答案中选择1个最佳答案;1．关于物质结构的叙述,错误的是A．物质由原子组成B．核外电子具有不同壳层C．一般每层上的电子数最多是2n2个D．核外的带负电荷的电子出现的几率称为“电子云”E．最外层电子数最多不超过10个2．关于原子核外结构的叙述,错误的是A．原子均由原子核及核外电子组成B．电子沿一定轨道绕核旋转C．核外电子具有不同壳层D．K层电子轨道半径最小E．K层最多容纳8个电子3．关于原子能级的相关叙述,错误的是A．电子在各个轨道上具有的能量是连续的B．原子能级,以电子伏特表示C．结合力与原子序数有关D．移走轨道电子所需的最小能量为结合能E．原子处于能量最低状态时叫基态4．下列说法错误的是A．原子能级是指电子与核结合成原子时,能量的减少值 B．结合能表示将电子从原子中移走所需的最小能量C．原子能级是结合能的负值D．原子中结合能最大的电子,能级最低E．原子能级和结合能数值相等5．轨道半径最小的壳层是A．K层B．L层C．M层D．N层E．O层6．最多可容纳8个电子的壳层是 A．K层B．L层C．M层D．N层E．O层7．电子伏特eV与焦耳J的关系是 A．1eV=×10-19JB．1J=×10-19eVC．1eV=1JD．1eV=×1019JE．以上都不对8．原子能级与结合能的关系是A．原子能级是结合能的负值 B．二者绝对值相等C．二者符号相反D．以上都对E．以上都不对9．描述绕原子核运动的电子所处的状态的量子数有A．主量子数nB．角量子数LC．磁量子数mLD．自旋量子数msE．以上都可以10．原子中壳层电子吸收足够的能量脱离原子核的束缚变为自由电子的过程称为 A．基态B．激发C．跃迁D．特征光子E．电离11．可以用来描述放射性核素衰变快慢的物理量是A．衰变常数B．半衰期C．平均寿命D．放射性活度E．以上都是12．一放射性核素经过3个半衰期的时间后放射性核素数为原来的 A．1／2B．1／3C．1／4D．1／8E．1／1613．放射系母体为A,子体为B,其核素数目分别为NA t、NBt,放射性活度为AAt、ABt,达到放射平衡后A．NA t=NBtB．AA t=ABtC．NA t、NBt不随时间变化D．NA t、NBt的比例不随时间变化E ．以上都不对14．放射性活度的国际单位是A ．居里B ．秒-1C ．戈瑞D ．伦琴E ．贝可勒尔15．下列公式中错误的是A ．Te=T+T bB ．λτ1=C ．T t N N )21(0= D ．λ2ln =TE ．t e A A λ-=01 6．关于放射性核素衰变的说法错误的是A ．放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素B ．人工核素主要由反应堆和加速器制备C．放射性核素衰变过程遵守电荷、质量、能量、动量和核子数守恒定律 D．放射性衰变是放射性核素本身的特性E．放射性核素所放出的射线种类都是单一的17．原子核数因衰变减少一半所需的时间是A．平均寿命B．衰变常数C．放射性活度D．半价层E．半衰期18．贝可勒尔Bq与居里Ci的关系是A．1Bq=1CiB．1Bq=×1010CiC．1Bq=3．7×109CiD．1 Ci===3．7×109BqE．1Ci===3．7×1010Bq19．在电子俘获过程中,可能出现外层电子填补内层电子空位,而产生A．特征X线B．俄歇电子C．轫致X线D．γ光子E．A+B二、A2型题：试题由1个简要叙述作为题干和4～5个供选择的备选答案构成,请你从备选答案中选择1个最佳答案;1．氢原子光谱的谱线系可用一个通式表达为A．⎪⎭⎫⎝⎛+=2211nKRHνB．⎪⎭⎫⎝⎛-=2211KnRHνC．⎪⎭⎫⎝⎛-=221nKRHνD．⎪⎭⎫⎝⎛-=221nKRHνE．⎪⎭⎫⎝⎛-=2211nKRHν2．在原子中,电子带负电荷,原子核带正电荷,原子核对电子的吸引力称为结合力,距核愈近的电子结合力愈大,移动该电子所需要的能量愈大;反之,亦然;移走原子中某轨道电子所需要的最小能量就叫做这个电子在原子中的A．电离能B．激发能C．能级D．动能E．结合能3．一种核自发的变成另一种核,其质量数不变,而原子序数在元素周期表中向前或向后移一个位置,这是A．α衰变B．γ衰变C．β+衰变D．β-衰变E．β衰变4．原子核由激发态回到基态时,把全部能量交给核外电子,使其脱离原子的束缚而成为自由电子,这一过程称为A．电子俘获C．轫致辐射D．俄歇电子E．内转换5．无论是电子俘获还是内转换过程,由于原子的内壳层缺少电子而出现空位,外层电子将会填充这个空位,因此这两个过程都将伴随着发射A．特征X线B．俄歇电子C．轫致X线D．γ光子F．A+B6．如果母核俘获一个K层电子而变为原子序数减压的核,这个过程叫K俘获;如果母核俘获L层电子,叫做A．K电子俘获B．L电子俘获C．M电子俘获D．N电子俘获7．处于激发态的原子核有两种释放能量的方式A．发射γ射线B．内转换C．光电效应D．电子俘获E．A+B三、A3型／A4型题：试题叙述一段文字,然后提出2~3个相关问题,每个问题均与上述文字有关,但测试要点不同,而且问题之间相互独立;请你从相关问题中选择1个最佳答案;1～7题共用题干物质由原子组成,每个原子均由原子核及电子组成,电子由于受原子核的吸引力沿一定的轨道绕核旋转;核外的电子因距离核远近不同而具有不同的壳层;每个可能轨道上具有的能量是不连续的;l．电子的能量是A．动能B．势能C．零E．动能和势能之和2．原子核对电子的吸引力是A．基态B．跃迁C．激发能D．电离能E．结合力特3．表征原子的能量状态的称为A．轨道半径B．结合能C．电离能D．激发能E．原子能级4．移走原子中某壳层轨道电子所需要的最小能量是 A．高能级C．电离能D．结合能E．跃迁5．原子处于最低能量状态叫 A．激发态B．第一激发态C．第二激发态D．跃迁E．基态6．K层最多可容纳的电子数为 A．18B．10C．8D．1E．27．同一原子中,电子结合能最大的壳A．L壳层B．N壳层C．M壳层D．O壳层E．K壳层四、B1型题：试题开始是3～5个备选答案,备选答案后提出至少2道试题,请为每一道试题选择一个与其关系密切的答案;每个备选答案可以选用一次,也可以选用数次,也可以不选用;A．主量子数B．角量子数C．磁量子数D．自旋量子数E．电子壳层1．决定原子能级的主要因素是7．决定轨道量子数的是3．决定电子的自旋状态的是4．决定同一电子壳层中电子具有的能量及运动形式的是5．原子系统的量子态分为许多层,每层都有许多量子态,可以容纳许多电子,所以称为参考答案一、A1型题1．E 2．E 3．A 4．E 5．A 6．B 7．A 8．D 9．E lO．E11．E 12．D 13．D 14．E 15．A 16．E 17．E 18．E 19．E二、A2型题1．E 2．E 3．E 4．E 5．E 6．A 7．E三、A3型／A4型题1．E 2．E 3．E 4．D 5．E 6．E 7．E四、B1型题1．A 2．C 3．D 4．B 5．E第二章 X线的产生第一节学习目标及学习指导一、学习目标一掌握内容掌握X线的性质、产生条件、产生原理、产生效率、X线的强度概念及空间分布、能谱;二熟悉内容1．X线的发现;2．阳极效应的定义及应用;三了解内容电子与物质的相互作用;二、学习指导1895年11月德国物理学家伦琴发现了X线;X线本质是波粒二象性,具有物理、化学、生物效应三方面的特性;高速带电粒子撞击物质而受阻突然减速时产生X线;产生连续X线、特征X线的物理过程;X线强度由光子数目和光子能量两个因素决定;X线的产生效率是在X 线管中产生的X线能与加速电子所消耗电能的比值;薄靶、厚靶周围X线强度的空间分布;X 线能谱;第二节习题集一、A1型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成,请你从备选答案中选择1个最佳答案;1．发现X射线的物理学家是A．贝克勒尔B．居里夫人C．戈瑞D．拉德E．伦琴2．德国物理学家伦琴发现X射线的时间是 A．1901年11月8日B．1895年12月8日C．1898年8月11日D．1896年11月8日E．1895年11月8日3．产生X射线的必备条件是A．电子源B．高速电子流C．阳极靶面D．以上都是E．以上都不是4．关于X线产生条件的叙述,错误的是A．电子源B．高速电子流C．阻碍电子流的靶面D．高速电子与靶物质相互作用的结果 E．X线管的靶面均由钼制成5．X线管的靶面材料通常是A．铁B．钼C．金D．铜E．钨6．软组织摄影用X线管阳极的靶面材料是A．钨B．铁C．金D．铝E ．钼7．与连续X 射线的最短波长有关的是A ．管电流B ．照射时间C ．电子电量D ．光子数量E ．管电压8．对于给定的靶原子,各线系的最低激发电压最大的是A ．K 层B ．L 层C ．M 层D ．N 层E ．O 层9．连续X 线的最短波长为A ．m kV U )(24.1min =λ B ．nm kV U )(4.12min =λC ．m kV U μλ)(24.1min = D ．pm kV U )(24.1min =λ E ．nm kV U )(24.1min =λ 10．下列叙述错误的是A ．管电压越高,产生的X 射线最短波长越短B ．X 射线的最短波长对应于最大光子能量C ．管电压越高,X 射线的产生效率越大D ．阳极靶物质的原子序数越大,X 射线的产生效率越大E ．管电流越高,X 射线的产生效率越大11．能量80keV 的电子入射到X 射线管的钨靶上产生的结果是A ．连续X 射线的最大能量是80keVB ．特征X 射线的最大能量是80keVC ．产生的X 射线绝大部分是特征X 射线D ．仅有1％的电子能量以热量的形式沉积在钨靶中E ．以上都是12．关于特征X线的叙述,正确的是A．X线最短波长仅与管电压有关B．管电压升高特征射线的百分比减少C．X射线谱是连续能量谱D．电压升高特征放射能量增加E．内层轨道电子发射出的X线为特征放射13．X线发生效率的公式是A．η=KZ／UB．η=KZ2UC．η=KZU2D．η=K2ZUE．η=KZU14．影响连续X射线产生的因素是A．靶物质B．管电流C．管电压D．高压波形E．以上都是15．下列叙述正确的是A．连续X射线强度与靶物质的原子序数成反比B．连续X射线强度与管电流成反比C．连续X射线强度与管电压成正比D．连续X射线强度与高压波形无关E．以上都不对16．关于X线强度分布的叙述,正确的是A．与靶面倾斜角度无关B．阴极端X线强度弱C．照射野内分布均匀D．与靶面状况无关E．X线管短轴方向两侧对称17．下列叙述错误的是A．高速电子碰撞阳极靶面产生的X射线分布与阳极倾角有关B．近阳极端X射线强度弱,近阴极端X射线强度强C．阳极倾角越小,阳极效应越明显D．阳极倾角指垂直于X射线管长轴的平面与靶面的夹角 E．以上都不对18．关于X线物理效应的叙述,错误的是A．穿透作用B．电离作用C．荧光作用D．热作用E．着色作用19．计算150kV的管电压产生的X射线的最短波长A．0．012399nmB．0．020665nmC．0．016532nmD．0．024798nmE．0．008266nm二、A2型题：试题由1个简要叙述和4~-5个供选择的备选答案构成,请你从备选答案中选择1个最佳答案;1．关于连续X线光子能量的叙述,错误的是A．X线是一束混合能谱B．能量决定于电子的能量C．能量决定于核电荷D．能量决定于电子接近核的情况E．能量大X线波长长2．X线束成为混合射线其原因为A．固有滤过材料不同B．靶物质的材料不同C．由于光电效应所致D．由于康普顿效应所致E．阴极产生的电子能量不同3．X射线在传播时,具有频率和波长,并有干涉、衍射等现象,突出表现的性质是A．微粒性B．波粒二象性C．物理特性D．生物效应特性E．波动性4．X射线在与物质相互作用时,具有能量、质量和动量,突出表现的性质是A．波动性B．微粒性C．波粒二象性D．物理特性E．生物效应特性和keV两个单位,它们之间的区别与联系错误的是5．在描述X线时,经常用到kVkVpA．kV是指X线管两极间管电压的千伏值是指峰值管电压的千伏值B．kVpC．keV表示单个电子或光子等基本粒子能量的千电子伏值D．如果电子从100kV管电压的电场中,获得100keV的高速运动能量E．如果电子从100kV管电压的电场中,撞击阳极靶物质发生能量转换时,产生的光子最大能量是100kV6．在放射工作中,应注意阳极效应的影响;错误的做法是A．拍片时使肢体长轴与X线管长轴平行B．将厚度大的部位置于阳极端C．将密度高的部位置于阳极端D．将厚度大的部位置于阴极端E．B+C7．根据薄靶产生X线的空间分布特点,错误的是A．管电压较低时,利用发射式靶在技术上很有好处B．管电压过高时,采用透射式靶C．透射式靶是电子从靶的一面射人,X线从另一面射出D．医用电子直线加速器使用的就是透射式靶E．管电压较低,如100kV时,X线最大强度方向逐渐趋向电子束的入射方向三、A3型题／A4型题：试题叙述一段文字,然后提出2~3个相关问题,每个问题均与上述文字有关,但测试要点不同,而且问题之间相互独立;请你从相关问题中选择1个最佳答案; 1~5题共用题干经典的电磁学理论指出：当一个带电体在外电场中速度变化时,带电体将向外辐射那磁波;当高速电子穿过靶原子时,若它能够完全绕道电子就有可能会非常接近原子核,并受其影响;由于电子带负电,原子核带正电,那么在它们之间就会有静电吸引;高速电子越接近原子核,它受到原子核的电场的影响就越大,因为原子核中包含了许多质子,并且质子与高速电子间的距离又十分的小,因此这个电场是非常强的;当高速电子经过原子核时,它会慢下来,并改变其原有的轨迹;按照上述理论子将向外辐射电磁波而损失能量△E,电磁波的频率由ΔE=hν确定;1．电子的这种能量辐射叫A．轫致辐射B．特征辐射C．能量分布是线状的D．能量分布是不连续的E．以上都不对2．产生的X线光谱的频率是连续分布的原因是A．每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同B．各相互作用对应的辐射损失不同C．当高速电子基本上没有受原子核影响的时候,就会产生能量相对低的射线D．当高速电子直接撞击在原子核上,电子失去了它的全部动能,产生的X射线的能量等于入射电子的动能E．以上都对3．连续X线光子的能量取决于A．电子接近核的情况B．电子的能量C．核电荷D．以上都是E．以上都不是4．当入射电子把全部动能转换为X射线光子能量时对应于A．最大波长B．最强波长C．平均波长D．最小频率E．最短波长5．以下描述正确的是A．在X射线能谱中,曲线下所包括的总面积代表X射线的能量B．单能X射线的强度I与光子能量成反比C．单能X射线的强度I与光子数目成反比D．单能X射线的强度I与光子数目无关E．单能X射线的强度I与光子数目成正比6～7题共用题干用于医疗诊断方面的X射线管,其阳极靶较厚,称为厚靶X射线管;当高能电子轰击靶面时,由于原子结构的“空虚性”,入射的高速电子不仅与靶面原子相互作用辐射X射线,而且还穿透到靶物质内部一定的深度,不断地与靶原子作用,直至将电子的能量耗尽为止;因此,除了靶表面辐射X射线外,在靶的深层,也能向外辐射X射线;而且这种愈靠近阳极,x射线强度下降愈多的现象,就是所谓的“足跟”效应,也称阳极效应;由于诊断X射线管靶倾角小,x射线能量不高,足跟效应非常显着;6．下列描述正确的是A．X射线强度下降的程度与靶倾角θ无关B．靶倾角θ愈小,X射线强度下降的程度愈小C．靶倾角θ愈大,X射线强度下降的程度愈大D．靶倾角θ愈小,X射线强度下降的程度不变E．靶倾角θ愈小,X射线强度下降的程度愈大7．下列描述错误的是A．在放射工作中,当成像的解剖结构在厚度或密度上差别比较大时,阳极效应就颇为重要了B．由于诊断X射线管靶倾角小,X射线能量不高,足跟效应非常显着C．应尽量使用中心线附近强度较均匀的X射线束摄影D．将厚度大、密度高的部位置于阴极侧E．将厚度大、密度高的部位置于阳极侧四、B1型题：试题开始是3～5个备选答案,备选答案后提出至少2道试题,请为每一道试题选择一个与其关系密切的答案;每个备选答案可以选用一次,也可以选用数次,也可以不选用;A．化学特性B．生物效应特性C．热作用D．荧光作用E．电离本领1．X射线的发现基于2．量热法依据的原理是3．感光作用属于4．肿瘤放射治疗的基础是利用5．照射量的测量利用的是参考答案一、A1型题1．E 2．E 3．D 4．E 5．E 6．E 7．E 8．A 9．E 10．E 11．A 12．A 13．E 14．E 15．E 16．E 17．E 18．E 19．E 二、A2型题1．E 2．E 3．E 4．B 5．E 6．E 7．E三、A3型／A4型题1．A 2．E 3．D 4．E 5．E 6．E 7．E四、B1型题1．D 2．C 3．A 4．B 5．E第三章 xγ线与物质的相互作用及在物质中的衰减第一节学习目标及学习指导一、学习目标一掌握内容1．掌握X线与物质相互作用的主要过程;2．掌握射线束的衰减规律;二熟悉内容1．熟悉线衰减系数、能量转移和能量吸收系数;2．熟悉各种作用发生的相对几率;三了解内容1．相干散射;2．光核作用;3．诊断放射学中X线的衰减;二、学习指导单能窄束、单能宽束、连续能谱X线在物质中的衰减规律;质量、电子和原子减弱系数;能量转移和吸收;射线与物质的相互作用过程及相对重要性;第二节习题集一、A1型题：每道试题由1个以叙述式单句出现的题干和4～5个供选择的备选答案构成,请你从备选答案中选择1个最佳答案;1．不是光电效应的产物的是A．光电子B．正离子C．特征辐射D．俄歇电子E．轫致辐射2．关于光电效应的发生几率正确的是A．和管电流成正比B．和原子序数的四次方成反比C．和原子序数的三次方成正比D．大约和能量的四次方成正比E．大约和能量的三次方成反比3．在诊断X线能量范围内,错误的是A．不发生电子对效应B．不发生光核反应C．相干散射不产生电离过程D．康普顿效应产生的几率与能量成反比E．光电效应产生的几率与能量成正比4．关于康普顿效应的发生几率错误的是 A．与物质的原子序数成正比B．与入射光子的频率成反比C．与入射光子的能量成反比D．与入射光子的波长成正比E．与入射光子的频率成正比5．关于电子对效应的发生几率正确的是 A．与物质的原子序数的平方成反比 B．与入射光子的能量成正比C．与入射光子的波长成正比D．与单位体积内的原子个数成反比E．与物质的原子序数的平方成正比6．产生了特征X射线现象的是A．光核反应B．电子对效应C．康普顿效应D．相干散射E．光电效应7．散射线主要产生于A．汤姆逊效应B．光电效应C．电子对效应D．光核效应E．康普顿效应8．在影响X线减弱的因素中,错误的是A．入射光子能量越大,X射线穿透力越强 B．射线能量越高,衰减越少C．原子序数越高的物质,吸收X射线愈多 D．电子数多的物质更容易衰减射线E．物质密度越高,衰减越小9．下列叙述正确的是A．线衰减系数与吸收物质的密度成反比B．质量衰减系数与物质密度有关C．质量衰减系数与物质上的物理形态有关D．水、冰和水蒸气的线衰减系数相同E．水、冰和水蒸气的质量衰减系数相同10．关于X线滤过的说法,错误的是A．滤过是把X线束中的低能成分吸收掉B．固有滤过,是指X线管本身的滤过C．总滤过为附加滤过与固有滤过之和D．一般对低能量射线采用铝滤过板E．固有滤过用铅当量表示11．下列叙述正确的是A．低能量射线采用铝滤过板B．高能量射线采用铝滤过板C．高能量射线采用铜滤过板D．使用复合滤过板是原子序数大的背向X线管E．使用复合滤过板是原子序数大的朝向X线管三、A3型题／A4型题：试题叙述一段文字,然后提出2~3个相关问题,每个问题均与上述文字有关,但测试要点不同,而且问题之间相互独立;请你从相关问题中选择1个最佳答案;1~5题共用题干X射线光子与物质发生相互作用的作用过程是能量传递的过程;当入射光子的能量取值不同时,发生的作用形式是不同的;A．光电效应B．康普顿效应C．电子对效应D．光核作用E．相干散射9．在诊断射线能量范围内不会发生的作用过程是A．相干散射B．光电效应C．康普顿效应D．电子对效应E．以上都会发生10．对半价层的描述错误的是A．可以表示X射线质B．即HVLC．可以用mmAl表示D．反映了X线束的穿透能力E．对同一物质来说,半价层大的X线质软11．一单能X射线通过3个半值层的厚度后强度为原来的 A．1／2B．1／3C．1／4D．1／8E．1／1612．导致X线行进中衰减的原因是A．X线是电磁波B．X线频率C．X线波长D．X线能量E．物质和距离13．下列叙述错误的是A．窄束是指几何学上的细小B．窄束是指不存在散射成分C．宽束是指含有散射线成分D．不同类型的X射线通过物质时,其衰减规律是不一样的 E．单能窄束X射线通过均匀物质时线质变硬14．线衰减系数的SI单位是A．cm-1B．S-BlC．／sD．m2／kgE．m-115．质量衰减系数的SI单位是A．m-1B．cm-1C．m／kgD．kg／m2E．m2／kg16．质能转移系数的单位是 A．m-1B．cm-1C．m／kgD．kg／m2E．m2／kg17．质能吸收系数的单位是 A．m-1B．cm-1C．m／kgD．kg／m2E．m2／kg18．人体各组织器官对X射线的衰减程度最大的是 A．肌肉B．脂肪C．空气D．软组织E．骨骼19．连续X线在物质中的衰减特点是A．平均能量提高、能谱变宽、线质提高B．平均能量降低、能谱变宽、线质降低C．平均能量提高、能谱变宽、线质降低D．平均能量降低、能谱变窄、线质提高E．平均能量提高、能谱变窄、线质提高20．能表示固有滤过的是A．铅当量B．半值层C．铝当量D．以上都是E．以上都不是21．铝当量的单位是A．cmAIB．mAlC．dmAID．nmAlE．mmAl22．对宽束而言积累因子B为A．1B．0C．小于1D．有时小于1,有时大于1E．大于l23．理想窄束条件下,积累因子B为 A．大于1B．小于lC．0D．有时等于0,有时等于lE．124．窄束与宽束的区别就在于是否考滤了A．原射线的影响B．物质衰减C．距离衰减D．衰减的影响E．散射线的影响25．X线穿过物体时,决定其衰减程度的因素有 A．物质的密度B．原子序数C．X线本身的性质D．每千克物质含有的电子数E．以上都是26．属于X线管的固有滤过的是A．X线管的玻璃管壁B．X线管的绝缘油C．管套上的窗口D．不可拆卸的滤过板E．以上都是二、A2型题：试题由1个简要叙述和4～5个供选择的备选答案构成,请你从备选答案中选择1个最佳答案;1．对X线的描述,下列正确的是A．X线的硬度大——波长长——穿透力强B．X线的硬度大——频率高——穿透力弱C．X线的硬度大——波长长——穿透力弱D．X线的硬度大——HVL小——穿透力强E．X线的硬度大一频率高一穿透力强2．下列说法中错误的是A．X线能量增加,光电作用的百分数下降B．原子序数大的物质μ值大C．组织密度决定组织阻止射线的能力D．每克物质的电子数是X线减弱的主要因素E．物质密度大的μ值小3．关于康普顿效应的叙述,正确的是A．光子自身波长变短,产生散射现象B．光子与内层电子作用产生康普顿效应C．与光电效应是同一种作用形式D．当光子能量增加时康普顿效应递减E．产生的散射线使胶片发生灰雾4．11C、13N、15O、18F等是PET常用的放射性核素,这些核素会发生β+衰变放出正电子β+,β+与电子β- 发生湮灭时,产生一对飞行方向相反的光子,每个光子的能量为A．140keVB．635keVC．1．022MeVD．0．256MeVE．511keV5．下列各组织对X线衰减由大到小的顺序是。
3射线与物质的相互作用-2(硕)
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三种射线穿透性的比较
射线具有穿透物质的特殊能力。不同的射线种类 穿透能力是不一样的。其中，、穿透力很小， 射线一张纸就可以隔离，射线一层金属薄板也 可以隔离，穿透力最强，必须非常厚的混凝土 或铅块才能阻挡。
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质能吸收系数(mass energy-absorption coefficient)
质能吸收系数：某物质对不带电粒子的质量能量 吸收系数μen/ρ，是质量能量转移系数μtr/ρ和 (1-g)的乘积 en tr 1 g
它表示γ射线在物质中穿过单位质量厚度后，其 能量被物质吸收的份额。
对一种特定物质来说，存在一个γ射线能量值， 具有此能量的γ射线最易穿透该物质，该能量通 常称为γ射线的临界吸收能量 临界吸收能量：电子对效应截面的升高速度等于 光电效应截面和康普顿效应截面的降低速度时的 能量。
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影响三种效应截面的因素
三种效应的截面都与原子序数Z有关，σph与Z5成 正比，σc与Z成正比，σp与Z2成正比，所以物质 的衰减系数与物质原子的原子序数有密切的关系， 也与γ射线的能量有关 三种效应的相对重要性与Z及能量hv的关系
电离辐射与物质相互作用
上海交通大学
王德忠 教授 2013年3月20日
物质对射线的吸收
射线窄束衰减(narrow-beam attenuation)规律
γ 射线通过物质时，如果发生几种效应中间的一 种效应，γ 光子就从光子束中分离出来（在康普 顿散射时，认为散射γ 光子不能算在原来γ 光子 入射束内），这种情况称为γ 射线窄束衰减情况
射线检测基本知识-填空
填空题1.元素中有（13）个质子和（14）个中子2.某X光机发出的最短波长λmin=0.0124nm(0.124)，那么其管电压应为（100）KV3.对于X射线机表征射线的能量是采用（KVP）4.当射线能量小于1.02MeV时，射线与物质相互作用主要是（光电）效应和（康普顿）效应5.单位质量放射物质的活度称为该放射物质的（比活度）6.射线的能量越高，穿透力越（强）；物质的密度越大，对射线的吸收越（大）7.吸收系数μ值的大小取决于（Z、P和射线能量）8.半衰期是指放射性同位素的（强度）衰减一半所需要的时间9.光电效应和康普顿效应都可以产生（高速电子）10.同位素就是（原子序数）相同，（原子量）不同的一种元素11.X射线管的发射效率主要取决于（Z、V）12.X射线管发射的射线强度取决于(灯丝加热温度,即灯丝加热的电压或电流)13.200KV5mA的X光机在额定输出时，射线束的最短波长是（0.0062）nm14.已知光子波长为0.0012395nm，它的能量应为（1）MeV15.X、γ射线与物质相互作用时主要产生（光电）效应、（康普顿）效应和（电子对生成）效应16.X、γ射线与可见光的本质都是电磁波，它们的主要区别就在于射线的波长（短）、能量（高），能穿透（可见光所不能穿透）的物质，包括金属17.连续X射线的能量取决于（管电压），在距离、管电压与阳极靶材料不变时，其强度取决于（管电流）；γ射线的能量取决于（源的种类），其强度取决于（放射性活度或比活度）18.100x109Bq的192Ir源经过5个月后，其活度还有（25）x109Bq19.低能X光机之所以用铅做防护层，是因为铅的原子序数Z大，在此能量范围内衰减系数μ与Z的（3）次方成正比20.常用的伽玛源中，钴60的半衰期是（5.3年），铯137的半衰期是（33年），铱192的半衰期是（75天）21.X、γ射线在真空中的传播速度为（30）万公里/秒22.右图中(C)表示射线强度与管电压的关系；(B)表示射线强度与管电流的关系；(A) Array表示滤波对Χ射线强度的影响。
肿瘤放射物理学-物理师资料-2.3 X(γ)射线与物质的相互作用
(3).光电截面
电子在原子中被束缚得越紧，产生光电效应的概率就越大。 如果入射光子的能量超过K层电子结合能，那么大约80％的光 电吸收发生在这K层电子上。
入射光子与物质原子发生光电效应的截面称之为光电截面。
5 4
k
k为k层光电截面
(4). 作用系数
光电效应总截面：
Z n /(h )3
低原子序数 n≈4 高原子序数 n≈4.8
光电线性衰减系数：
MA
N A
Zn
/(h )3
光电质量衰减系数：
NA MA
Z n1 /(h )3
a. 原子序数的影响 光电效应总截面 光电线性衰减系数
Z4～4.8
光电质量衰减系数
Z3～3.8
随原子序数增加，光电效应发生的概率迅速增加。
如果一个入射粒子与物质的相互作用有多种相互独立的 作用方式，则相互作用总截面等于各种作用截面之和
c p
总截面 光电效应截面
电子对效应截面 康普顿效应截面
2、线性衰减系数、质量衰减系数
X（γ）光子与每单位厚度物质发生相互作用的概率，称为线性
衰减系数，用µ表示，单位m-1或cm-1。
en tr (1 g)
g为次级电子的动能因辐射而损失的份额。
4、半价层（HVL） 定义为X（γ）射线束流强度衰减到其初始值一半时所需的某种
物质的衰减块的厚度。它与线性衰减系数的关系可表示为
HVL 0.693
与μ的意义一样， HVL表示物质对X（γ）光子的衰减能力。
5、平均自由程（l） 定义为X（γ）光子在与物质发生作用前平均的自由运动距离。
X(或γ)射线在物质中的衰减
五、利用X射线的肿瘤放射治疗技术
肿瘤细胞自身分裂繁殖活跃，它对放射线 的敏感性比发育成熟的正常细胞高 皮肤和表浅组织肿瘤，利用低能X线或加速 器产生电子线进行近距离照射治疗 深部肿瘤采用电子直线加速器的高能X线治 疗 X线能量几个MeV 到数10个MeV，大剂 量窄束定向集中照射 高效、精确、无血、无痛的非手术治疗
0.2076×102
0.7342×102
0.6047×102
90
100
0.1832×102
0.1801×102
0.1994×102
0.1942×102
0.5408×102
0.4865×102
110
120 130 140 150
0.1774×102
0.1755×102 0.1742×102 0.1732×102 0.1724×102
57
60 80 100
6 5 4
12 10 8
18 14 12
48 39 35
（3）过滤板厚度对受照剂量的影响
表5-3 滤过板厚度对照射量的影响（60kV，100mA）
滤板厚度（mmAl） 皮肤照射量（C· kg－1） 照射量下降百分数（％） 0 6.14×10-4（2380mR） 0
0.5
1.0 3.0
（2）过滤板的厚度
过滤板的厚度增加，低能射线迅速衰减，但高能 射线衰减缓慢。
光子能量（KeV） 1mmAL （ %） 2mmAL （ %） 3mmAL （ %） 4mmAL （ %）
10 20 30 40
50
100 58 24 12
8
100 82 42 23
16
100 92 56 32
22
100 100 93 73
第三章Xγ射线的外照射防护
m / 质量衰减系数（cm2/g）
环境工程 Environmental Engineering
两个常用的概念
• 能谱的硬化： 随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的 “硬成分”所占比重越来越大的现象。 • 平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的 平均自由程。即λ=1/μ。 表示光子每经过一次相互作用之前，在 物质中所穿行的平均厚度。 N e d / N
环境工程
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• 在x射线辐射场中，同一点处以Gy为单位的 比释动能K与以Gy为单位的吸收剂量指数DI， 以及以Sv为单位的剂量当量指数HI数值上 几乎相等。因此可上式算出距离阳极靶r （m）处的吸收剂量指数率、剂量当量指数 率。
环境工程
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(5） 体 球 源 中 的 射 心 照 量 4As (1 e a ) Q1 : X
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(6）无限大体积源 任一点的照射量 4As X （不计多次散射） 4As A1 1 A1 ）（计多次散射） X （ 1 a1 1 a2
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• 2）x射线剂量率的计算 • 在距离靶r（m）处由于x射线机产生的初 级x射线束造成的空气比释动能率可近似按 下式计算：
r0 2 1 K a I x ( ) , 单位：mGy min r I：管电流，mA；r0 1m；
环境工程
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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。
电离辐射剂量与防护
10-1
10-2
10-1
100
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102
X Title
数据表格中X、Y为对数时内插法应用的注意事项
内插法即线性插值法，因此对X、Y值之间的值需要线性关 系才能满足内插法条件，若X或Y需要以其对数值的方式出 现时，则需要把相关的值做对数化处理。
三、γ 辐射源
源类型：常见的γ源一般可以看作是点源，因此这里重点考 虑点源的剂量计算，对于其它如线源、面源、体源等均可以 看作是点源的集合体，结合高等数学，可以从点源出发进行 计算；
*对于非点源,除了需要考虑它的形状,体积外,还要考虑辐 射源自身的吸收与散射等因素对剂量的影响。
(2)以线状源为例计算剂量学量
dx
a
L
x
θ O
r
设源长L(m),总活度为A(Bq),则线活度(单位长度上 的活度)为η1=A/L,那么线状源上任一小段dx可着成点源， 其源度为η1dx,它在Q点造成的比释动能率为：
(2) Er 曲线在某个能量有极小值
原因:
Er
故μ 在某一特定能量(Eγ )min处出现最小值. 实践意义：在(Eγ)min附近的光子在物质中的穿透本领 最强，即最不易被减弱。
Z>50的物质： (Eγ)min在3~4MeV之间 低Z物质： (Eγ)min>10MeV
2.两个概念
a 发射率常数,单位Gy m2 mA-1 min-1；
r 参考点距离靶的距离，单位m;
a、注意在实际应用中各个分量的单位的统一和确定！！ b、查表时注意读取方法！！ 课本P72例2的计算；
数据图中X、Y轴为对数坐标的读数方法(暂行)：
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辐射剂量与防护期末复习资料
三类照射：
职业照射 限于在正常场合下能合理地视作运行管理部 门负有责任的那些情况下在工作中受到的
照射
医疗照射
限于作为其本身的医学诊断与治疗的一个组成 部分的个人所受到的照射,以及知情并愿 意在诊断或治疗 中帮助扶持病人或使之舒适的人(不是职业照射)所受的 照射
公众照射 公众照射包括职业照射及医疗照射以外的所 有其它照射,来自天然源的照射是公众照射
不成立的条件为： 1）辐射源附近； 2）两种物质的界面； 3）高能辐射. 八、辐射剂量学中使用的量 （1）授予能 ：某一能量沉积事件的授与能，表示某个电离粒子或某一组相关的电离粒子在指定体 积 V 内 发生的所有的相互作用中沉积能之和。
（2）吸收剂量 D（描述某一点）：单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量。适用于任何类型的 辐射和受照物质,与一个无限小体积相联系的辐射量.受照物质中每一点都有特定的吸收剂量数值.
二、辐射防护的作用 （1）辐射防护即从影响辐射损伤的因素入手来进行防护,如对不同的辐射类型采取不同的防护方法, 限制剂量和分次照射以使辐射损伤所发生的可能性最小. （2）辐射作用于人体的方式：1）外照射 2）内照射 3）放射性核素的体表沾染
三、剂量与效应的关系 效应（按剂量-效应关系分） 定义
种类
随机性效应 （不可防止）
线性无阈，效应发生几率与受照剂量大小有关，严 恶性肿瘤 重程度与受照剂量无关
确定性效应 （可防止）
存在剂量阀值，超过该阀值效应一定会发生，严重 白 内 障 、 造 血 障
程度与受照剂量有关
碍、皮肤良性损伤
效应（案效应发生的个体分） 躯体效应
遗传效应
效应（按效应出现的时间分） 近期效应
fK (tr / ) E 其中 fK 为比释动能因子 （2）使用剂量换算因子：（dH）
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
辐射防护试题库(无评分标准)
成都理工大学《辐射防护》考试试题一、名词解释1、核素具有特定质量数、原子序数、核能态，而且其平均寿命长得足以被观察的一类原子。
2、平均电离能某种介质产生一对离子对所需要能量的平均值。
粒子注量在辐射场某点P为中心，划出一小球形区域，如果球体的截面积为da，从各个方向入射该球体的粒子总数为dN，则dN与da的商定义为辐射场P 点处的粒子注量。
DN/da3、能注量率单位时间内进入单位截面积da的球体内的所有粒子的能量之和（不包括静止质量）称为能注量。
dE/dadt4、比释动能――单位质量介质中，间接电离粒子传递给直接电离粒子的能量dEtr。
K＝dEtr/dm。
5、吸收剂量――致电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物质的质量而得的商。
6、辐射量是描述辐射场、辐射作用于物质时的能量传递及受照物内部变化的程度和规律而建立起来的物理量及其量度。
同位素原子核具有相同的质子数而不同的中子数的核素。
7、放射性活度表征放射性核素特征的物理量，单位时间内处于特定能态的一定量的核素发生自发核转变数的期望值。
A＝ｄN/dt8、授与能电离辐射授与一定体积中物质的能量，而且这些能量全部被该体积内的物质所吸收。
E＝SUM Ein -SUM Eex+SUM(Q放－Q消耗)9、照射量是表示X或伽玛射线在空气中产生电离大小的物理量。
在质量为dm 的体积元的空气中，当光子产生全部电子(正、负电子)均被阻止于空气中时，在空气中所形成的一种符号的离子总电荷的绝对值与质量dm的商。
10、剂量当量指数某点的剂量当量指数HI定义为以此点为中心，由密度为1g/cm3的软组织等效材料所组成、直径为30cm的球体内的最大吸收剂量。
11、γ照射率常数的物理意义距离1居里的γ源1米处，在1个小时内所产生的照射率。
12、质量能量吸收系数表示γ射线在物质中穿过单位厚度以后，其能量被物质吸收的份额。
单位为：m2*Kg。
13、当量剂量采用了同一尺度表示不同类型和能量的辐射照射对人体造成的生物效应的严重程度或发生几率的大小的辐射量。
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肌肉 0.4012×102 0.2933×102 0.2455×102 0.2213×102 0.2076×102 0.1994×102 0.1942×102 0.1906×102 0.1882×102 0.1864×102 0.1852×102 0.1842×102
骨 2.4434×102 1.4179×102 0.9677×102 0.7342×102 0.6047×102 0.5408×102 0.4865×102 0.4530×102 0.4298×102 0.4132×102 0.4010×102 0.3918×102
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
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 I2 In
I I 0 e 1 1 x I 0 e 2 2 x I 0 e n n x
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
（二）附加滤过
1、用工具可拆卸的附加过滤板 2、可选择的附加过滤板 3、遮光器中的反光镜 4、有机玻璃窗的过滤
（1）过滤板的选择
铝 13 对低能射线是很好的过滤物质 铜 29 对高能射线是很好的过滤物质
铜与铝共用，铜在上，铝在下。
22
1.0
3.28×10-4（1270mR）
47
3.0
1.20×10-4（465mR）
80
（4）过滤与投照时间
适当增加照射时间 高千伏、厚滤过摄影 时间延长
了，但受照射剂量却大幅降低。
第三节 医学放射学中X射线的衰减
一、诊人体断的放构射成元学素中和组X线织密的度衰减
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。
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
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。
（2）过滤板的厚度
过滤板的厚度增加，低能射 线迅速衰减，但高能射线衰 减缓慢。
（3）过滤板厚度对受照剂量的影响
表5-3 滤过板厚度对照射量的影响（60kV，100mA）
滤板厚度（mmAl） 皮肤照射量（C·kg－1） 照射量下降百分数（％）
0
6.14×10-4（2380mR）
0
0.5
4.78×10-4（1850mR）
第一节 单能X射线在物质中的衰减规律 一、窄束X射线在物质中的衰减规律
X射线在穿过物质时其强度呈指数关系衰减，其衰减率为X 线在其传播行程中物质吸收系数的线性分值。
Iout=Iin e-µl
µ 组织衰减系数（决定于原子序数和电子密度）
二、宽束X射线在物质中的衰减规律
宽束X线 ： 是含有散射线成分的X射线束。
放射物理与防护
x或γ射线在物质中 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
彭文献
学习目标
1、掌握连续X射线在物质中的减弱规律及影 响X射线在人体中衰减吸收的主要因素。
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线在介质中的衰减规律，解释X线 在医疗领域的应用。
表5-4 人体不同组织的线衰减系数μ（m-1）
管电压（kV） 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
脂肪 0.3393×102 0.2653×102 0.2196×102 0.2009×102 0.1905×102 0.1832×102 0.1801×102 0.1774×102 0.1755×102 0.1742×102 0.1732×102 0.1724×102
概述
1、射线强度衰减的平方反比法则 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）的平方成反比距离增加一倍,射线强度 将衰减为原来的1/4。
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。
x n 表示各种能量X线的线性减数；I 01 表
示各种能量X线束的入射强度， 表示射线 通过的厚度。
二、影响X射线衰减的因素
1、 射线性质对衰减的影响 2、物质原子序数对衰减的影响 3、物质密度对衰减的影响 4、每克电子数对衰减的影响
入射光子的能量越大，X线的穿透就越强。 射线能量越高，衰减越少。
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？