Xγ射线射线在物质中的衰减规律课件

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 1 g
c coh k
至于每一项在总衰减系数中所占的比例， 随光子能量和吸收物质Z而变化。
质 量 衰 减 系 数
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
2．质能转移系数
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：
转移给电子的份额。μtr的SI单位是m-1。
τtr 、σtr 、ktr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。
设光子的能量为hν，其中转移给带电粒 子的动能的部分为Etr，则μtr和μ的关系
可表示为：
tr

Etr
h
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数

μen /ρ叫做质能吸收系数，SI单位是 m2．kg-1。
线性衰减系数μ是入射光子在物质中穿行单位
距离时，平均发生总的相互作用的几率。
μ=τ+σc+σcoh+k τ为光电线性衰减系数；σc为康普顿线性衰
减系数；σcoh为相干散射线性衰减系数；k为
电子对效应线性衰减系数。
(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ຫໍສະໝຸດ Baidu量衰减系数的和：
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。
μtr/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：
－ △ I＝μI0 △X 辐射在穿过薄吸收层时，辐射强度的衰减与物
质层的厚度及辐射的I0成正比，同时与线性衰 减系数μ的数值有关；μ随辐射束中光子能量 的增加而减小。
(一)线性衰减系数

μ表示X线穿过单位厚度的物质层时强度减少的 百分数值。其SI单位 m-1。
μ近似正比于吸收物质的密度，随材料的物理 状态变化。
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。

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
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射线强度在物质中的衰减规律是X射线摄影、透视 及X-CT检查的基本依据，同时也是屏蔽防护设计的 理论根据。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
μ/ρ表示X线在穿过质量厚度为1kg.m-2的物质层 后X线强度减少的分数值。
质量衰减系数用μm表示，SI单位“m2.kg-1” 。
1m2 kg1 ??cm2 g 1
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
μm优点：不受吸收物质的密度和物理状 态的影响。如水、冰和水蒸汽，虽然它们的
The main contents
概述 单能窄束X线的衰减规律 单能宽束X线的衰减规律 连续X线的衰减规律 X线通过人体的衰减规律 影响X线衰减的因素
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概述
线衰减系数 质量衰减系数、质能转移及质能吸收系数 混合物和化合物质量衰减与质能吸收系数
tr
s en g
(一)线性衰减系数
K
(一)线性衰减系数
当吸收体不存在时，K点辐射强度为I0 在辐射源和探测器之间放置厚度为△X的很薄一
层物质，由于吸收和散射K点的辐射强度变为I。
强度改变 I－I0＝-△I，-表示强度的衰减。 用不同的吸收体、不同能量的射线进行测量时：
为避开同吸收物质密度的相关性而便于使用，
通常采用质量衰减系数 m
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
dI



I0

dx或

dI
I0
1
dx
ρdx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·m-2”。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。
密度和物理状态不同，但它们的μm都一样，质 量厚度“lkg·m-2” 的水、冰和水汽对X线都 有同等量的衰减。

μm＝Kλ3Z4
λ愈短，X线衰减愈少，穿透本领愈强；
Z愈高，X线衰减愈大。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数
质量衰减系数 X线在物质中可发生各种相互 作用，相互作用的光子数可用发生相互作用的 几率来表示。