分析X射线的衰减规律及其应用
第四章 X射线在物质中的
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。
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。 •
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。
医学物理X射线详解
* 造影术: * 防护材料:
血管造影，胃肠造影（“钡餐”）等。 (钡Z=56) 铅块(Z=82) 造影前
造影后
食管钡餐造影：左图为充盈相，右图为粘膜相。
2. X射线波长()愈长，愈容易被物质吸收衰减。
浅部治疗： 长；
深部治疗：短
* X射线硬化与滤线板： 硬化：X射线经过铜板或铝板后软成分(长)被吸收多， 得到的X射线硬度高(短)，射线谱范围窄。
电子流
靶
2. X射线产生装置
1) X射线管的构造： 外壳：硬质玻璃管，高真空。 阴极：电子源，发射电子流（钨丝）。 阳极：靶，受高速电子轰击而辐射X射线。
金属靶
高能 电子束
阳极
X 射 线
阴极
2. X射线机的基本线路： X射线管
R
管电压 KV
mA
220V
T2 ( 降压变压器）
低压电源
整 流
管电流I
* 定义：物质对X射线强度衰减一半的厚度。 * 表式：
x1/ 2
xm1/ 2
ln 2
ln 2
0.693
0.693
（单位：cm）
m
m
（单位: g/ cm2 ）
物理意义： 物质的x1/2或xm1/2越小,则对X射线衰减越快。 *指数衰减规律第三形式：
x x1/ 2
1 I I0 ( ) 2
光子（h） 连续X射线谱产生的机制：
轫致辐射：
高速电子撞击阳极靶 时，受靶中原子核的库仑 场作用而速度骤减，每个 电子减少的动能转化为一 个光子辐射出来，有X射线 放出。
e
+Ze
e
e
e
10-10m
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。
x射线知识
第一章X射线基础（续）1.5 物质对X射线的吸收，实验波长及滤波片的选择X射线穿过物质之后，强度会衰减。
前面已经指出，这是因为X射线同物质相互作用时经历各种复杂的物理、化学过程，从而引起各种效应转化了入射线的部分能量。
如下图所示：图1.7 X射线的衰减<![endif]>1.5.1 线吸收系数实验证明，X射线穿透物质后的强度衰减与射线在物质中经过的距离成正比。
假设入射线的强度为I0，进入一块密度均匀的吸收体，在x处时其强度为I x，当通过厚度dx时强度的衰减为dI，定义μ为X射线通过单位厚度时被吸收的比率，则有：-dI = μI x dx（1.8）考虑边界条件并进行积分，则得：I x = I0 e-μx（1.9）式中μ称为线衰减系数，x为试样厚度。
我们知道，衰减至少应被视为物质对入射线的散射和吸收的结果，系数μ应该是这两部分作用之和。
但由于因散射而引起的衰减远小于因吸收而引起的衰减，故通常直接称μ为线吸收系数，而忽略散射的部分。
1.5.2 质量吸收系数式（1.9）常常写成如下形式：I x= I0 e –(μ/ρ)ρx（1.10）式中ρ为吸收体的密度，（μ/ρ）称为质量吸收系数，它是物质固有的特性，对于一定波长的入射X射线，每种物质都具有一定的值。
质量吸收系数常用μ*或μm来表示。
X射线被物质吸收的性质与物质的化学组成有关。
在理想情况下，作为一级近似，元素的质量吸收系数可以认为与元素的物理化学状态无关，由两种元素以上组成的化合物、混合物、溶液等物质的质量吸收系数μm可以由各组成元素的μ/ρ进行线性加和得到。
假定物质的各组成元素的μ/ρ分别为（μ1/ρ1）、（μ2/ρ2）、（μ3/ρ3）…其质量百分数分别为x1、x2、x3…则物质的μm可按下式计算：μm = x1（μ1/ρ1）＋x2（μ2/ρ2）＋x3（μ3/ρ3）＋…（1.11）1.5.3 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。
第十三章X射线
B. 3.465×10-2cm
C. 13.86cm
D. 1.386cm
x1
2
ln 2
例：某物质对x射线的质量吸收系 数为0.05cm2/g,则它的质量半价层为：
A. 13.86g/cm2 B. 138.6 g/cm2 C. 13.86×10-2 g/cm2 D. 1.386 g/cm2
x m
1
2
0.693
例：调节x射线强度的主要方法是：
A. 调节灯丝电压； B. 调节管电压； C. 调节散热装置； D. 调节辐射时间。
第二节 X 射 线 谱( X-ray Spectrum)
将 X射线的强 度按照波长的顺序 排列开来的图谱, 称为X射线谱。
X射线谱包含两个部分:
①连续X射线谱:含有各种波长 ( 照片的背景部分)
第一节 X 射线的产生
一、X射线的产生装置
1、产生X射线的方法：
高速电子受阻辐射
基本条件：①高速运动的电子流 ②适当的障碍物—金属靶。
同步辐射 受激辐射
2、X射线产生装置
主要装置 为：
1.X射线 管
2.低压交 流电源 3.高压直 流电源
说明：
（一）电子动能转变为X射线的能量不到 1%， 99% 以上都转变为热能，使阳极温度 升高。因此
较深组织治疗
极硬X射线 250以上 0.005以下
深部组织治疗
例：产生X射线的必要条件是： A.加热灯丝 B.高速电子流与靶材料 C.高压电源 D.散热装置
例：在产生X射线时，提高X射线的效率 的方法是：
A.利用轻的元素作靶材料
B.利用原子序数高的物质作靶材料 C.利用任意元素作靶材料 D.加强散热装置
1.242 nm U (KV )
第16章X射线
一、 X射线的的产生装置
受阻辐射
1. X射线产生方法
同步辐射 受激辐射
受阻辐射产生X射线必须具备的两个基本条件： （1） 有高速运动的电子流； （2） 有阻止电子运动的障碍物—阳极靶；
2. X射线产生装置原理图：
（1）X射线管； （2）整流电路； （3）低压电源； （4）高压直流电源；
m KZ 3 , 3.5
(3)物质的原子系数愈大，对X射线的吸收本领愈强. (4)X射线的波长愈长, 愈容易被吸收。
5. X射线的滤过和硬化
固有滤过: 过滤窗 附加滤过: 总强度减小, 软X射线被吸收较多,短波成 分相对增加,平均硬度提高,波长范围变窄,波长分布 均匀化, 强度分布均匀化, 能量更有效, 线质变硬了.
点可看作一
氯个新离的子波源， 向 入C外 射l辐 的射X 与射 钠线 电同 磁离频 波子率 ，的 称 为N散a＋射波。
X 射X线射 线
散射波干涉
晶体点阵的散射原波子或可离以子相中互的干电涉子在。
外场作用下做受迫振动。
晶体包点括阵 中的面每中一点阵阵 点 个可 新散看 的射波作 波干一源涉， 向外辐和射与 入射面的间X点阵射 线 电同 磁散频 波射波率 ，干的 称涉 为散射波。
4. 光化学作用(感光作用): X射线照射胶片后能使胶片的感光乳剂中的溴化
银变成感光的溴化银, 经显影剂的化学处理后还原成 黑色的银, 构成了X线影像. 这样在X线片上就显示出 黑白影像，达到诊断目的.
5. 穿透本领: 波长短, 能量大, 对物质具有很强的穿透 能力; 透视、摄影和X-CT；
电离效应——X线治疗的基础
第四节 物质对X射线的衰减规律
低能粒子产生的X射线与物质相互作用的 主要形式为
x线衰减规律
x线衰减规律X 线衰减规律：在 X 射线通过物质时，其强度会逐渐减弱，并且衰减程度与物质的厚度、物质的原子序数以及 X 射线的能量有关。
通常来说，物质的厚度越大、原子序数越高、X 射线能量越低，X 射线的衰减就越明显。
想象一下，X 射线就像是一群勇敢的探险家，它们在物质的世界中穿梭冒险。
物质呢，就像是一个个神秘的城堡，城堡的城墙越厚（物质的厚度越大），探险家们就越难突破；城堡里的守卫（物质的原子序数）越厉害，探险家们前进的阻力就越大；而探险家们自身携带的装备（X 射线的能量）越差，应对困难的能力也就越弱，能成功通过城堡的人数就越少（X 射线衰减越明显）。
比如说在医疗领域，我们用 X 射线来给身体内部“拍照”，也就是做X 光检查。
如果要检查的部位比较厚，比如胸部，那 X 射线在穿透胸部组织的过程中就会有更多的衰减。
再比如检查骨骼，因为骨骼中的钙等元素原子序数高，对 X 射线的阻挡作用强，所以 X 射线在经过骨骼时衰减得就更厉害，这样就能在X 光片上清晰地显示出骨骼的形态。
据相关研究数据表明，当 X 射线的能量为 50 keV 时，穿过 1 厘米厚的肌肉组织，其强度大约会衰减 20%；而同样的能量穿过 1 厘米厚的骨骼，强度可能会衰减 60%以上。
总之，X 线的衰减规律在医学成像、工业无损检测等众多领域都有着极其重要的应用。
在医学成像中，医生们正是依据X 线的衰减规律，才能准确判断我们身体内部的情况，找到潜在的疾病。
了解了 X 线衰减规律，我们就能更好地理解和应用 X 射线相关的技术，为人类的健康和工业生产保驾护航。
如果您对 X 线衰减规律以及其他科学知识充满好奇，不妨阅读一些优秀的科普书籍，比如《时间简史》《万物简史》；也可以浏览科普中国网、果壳网等网站，或者观看《走进科学》等科普节目，相信您一定会在科学的海洋中收获更多的惊喜和知识！。
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。
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。
X(或γ)射线在物质中的衰减
概述
衰减：距离、物质
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----射线强度衰减的平方反比法则。距 离增加一倍,射线强度将衰减为原来的1/4， 这一衰减称为距离所致的衰减
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。
放射物理与防护
第五章 X（或γ）射 线在物质中的衰减
重庆医科大学影像技术教研室 重庆医科大学附属第一医院放射科
陆云峰
学习目标
1、掌握连续X射线在物质中的衰减特点、影 响X射线衰减吸收的主要因素及X线的滤过。
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线在人体中的衰减规律，知晓X线 在医疗领域的临床应用。
精选版课件ppt
37
连续能谱X线有精选更版大课件的pp衰t 减
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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
• 厚度增加，X线束 强度不断减弱
• 能谱宽度（光子 能量范围）逐渐 变窄
• 调节X线质与量： X线管电压的峰值 决定线束光子最 大能量 滤过能使线束平均 能量接近最大能 量
X线管激发电压与精滤选版过课条件件pp是t 决定线束线质1的3 重要条件
❖ X射线透过，胶片呈黑色。 ❖ X射线被吸收，胶片呈白色。 ❖ X射线影像是人体的不同组织对射线不
同衰减的结果。
精选版课件ppt
28
一、人体的构成元素和组织密度
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射线衍射分析原理与应用
X射线旳强度
X射线衍射理论能将晶体构造与衍射把戏有机地联络起来， 它涉及衍射线束旳方向、强度和形状。
衍射线束旳方向由晶胞旳形状大小决定 衍射线束旳强度由晶胞中原子旳位置和种类决定， 衍射线束旳形状大小与晶体旳形状大小有关。
下面我们将从一种电子、一种原子、一种晶胞、一种晶体、 粉末多晶循序渐进地简介它们对X射线旳散射，讨论散射 波旳合成振幅与强度
根据样品成份选择靶材旳原则是： Z靶≤Z样-1；或Z靶>>Z样。
对于多元素旳样品，原则上是以含量较多旳几种 元素中最轻旳元素为基准来选择靶材。
X射线衍射
1895年伦琴发觉X射线后，以为是一种波， 但无法证明。
当初晶体学家对晶体构造（周期性）也 没有得到证明。
1923年劳厄将X射线用于CuSO4晶体衍射 同步证明了这两个问题,从此诞生了X射线晶 体衍射学
X射线谱-------- 连续X射线谱
X射线强度与波长旳关系 曲线，称之X射线谱。
在管压很低时，不大于 20kv旳曲线是连续变化旳， 故称之连续X射线谱，即 连续谱。
X射线谱-------- 特征X射线谱
当管电压超出某临界值时，特征 谱才会出现，该临界电压称激发 电压。当管电压增长时，连续谱 和特征谱强度都增长，而特征谱 相应旳波长保持不变。
一种原子对X射线旳衍射
当一束x射线与一种原子相遇，原
子核旳散射能够忽视不计。原子
序数为Z旳原子周围旳Z个电子能
够看成集中在一点，它们旳总质
量为Zm，总电量为Ze，衍射强
度为：
Ia I0
Ze 4 Zm 2 R2c4
Z 2Ie
原子中全部电子并不集中在一点， 他们旳散射波之间有一定旳位相 差。则衍射强度为：
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
用X射线实验仪研究X射线的衰减规律
用 Ｘ射线实验仪研究 Ｘ射线的衰减 规律
范建 中 杨金 文。
（ ． 原 师 范 学 院 基 础 部 ， 西 太 原 ０ ０ １ ；． 原 师 范学 院 物理 系 ， １太 山 ３０２２太 山西 太 ／ ３ ０ １ ｇ ０ ３） ．０
（ 要 ］ 文 章 用 ｘ 射 线 实验 仪 系统 研 究 了 Ｘ 射 线 强 度 的 衰 减 规 律 ， 论 了 Ｘ 射 线 的 衰 减 与 吸 摘 讨 收 物 质 厚 度 的 关 系 ， 及 ｘ 射 线 的 衰 减 与 原 子 序 数 的 关 系 ， 于 利 用 ｘ 射 线 实验 ４ 系 统 开展 ｘ 射 以 对 ２ ． 线 系 列 实 验 和 促 进 原 子 物 理 学教 学 改 革 具 有 较 大 的 价 值 ．
０ 引 言
ｘ射线 又 名 伦 琴 射线 ， 伦 琴 于 １ ９ 是 ８ ５年发 现 的． 射线 人 目不 能见 ， 使 很 多 固体 材 料 发生 可 见 的荧 ｘ 能
光 ， 照相 底 片感 光 ， 空气 电离 等 ， 使 使 并且 具有 非 常强 的穿 透 能力 ， 透 过许 多 对 可见 光 不 透 明 的物 质 ， 墨 能 如 纸 、 料 等［ ． 木 １ 它是 人类 揭开 研究 微观 世界 序幕 的“ 大发 现 ” 一 ． ９ ６年 ， 验证 明 ｘ射 线 是一 种 波 长很 ］ 三 之 １０ 实 短 的电磁 波 ， 其波 长约 为 １ ｍ～ １ ｎ 之 间 ， ０ｎ ０ ｍ 因此 能产 生 干 涉 、 射 现象 ． 射线 在 电场 磁 场 中不 偏 转 ， 衍 Ｘ
第１ Ｏ卷
１ 实验 系统 与 实验 原 理
实 验使 用德 国莱 宝教具 公 司生产 的 Ｘ射线 实验 仪 ， 该实验 装 置分 为 三 个工 作 区 ： Ｘ光 管 区 、 实验 区和 监 控 区． ｘ光 管是 一个 抽成 高真 空 的石 英 管 ， 下面 是接地 的 电子发 射极 ， 电加 热后 可发 射 电子 ， 面安装 的 其 通 上 是 钼靶． 电子 在高 压作 用下轰 击 钼原子 而 产生 ｘ光 ， 钼靶 受 电子轰 击 的面呈 斜面 ， 以利 于 Ｘ光 向 水平 方 向射
分析X射线的衰减规律及其应用
I I1 I2 In
I01e1x I02e2x I0nenx
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。
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。
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 I0ex
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
HVL 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
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。
X射线的衰减规律
X射线的衰减，包括距离与物质所致的衰减。 距离引起衰减：从X射线管焦点发出的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，但是由于空气引起的 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。
x射线无损检测技术原理
x射线无损检测技术原理1. 介绍[x射线无损检测技术原理]X射线无损检测技术是一种常用的非破坏性检测方法，可以用于检测材料内部的缺陷、腐蚀程度、密度以及结构等信息。
本文将详细介绍X射线无损检测技术的原理及工作流程。
2. X射线的基本特性X射线是一种高能电磁辐射，其波长范围从0.01纳米到10纳米。
X射线具有穿透性强、能量高、能量较强等特点，在无损检测中起到关键作用。
3. X射线的产生方式常用的X射线产生方式有两种，一是利用X射线管，二是利用放射性核素。
4. X射线的探测方式X射线的探测离不开探测器，常见的探测器有闪烁探测器、聚焦点探测器和硅探测器等。
每种探测器都有其特点和适应范围，可以根据具体需求选择合适的探测器。
5. X射线无损检测技术的基本原理X射线无损检测技术的基本原理是通过探测器接收物体中穿过的X射线，然后产生相应的信号，最后通过计算机对信号进行分析，从而获取物体的内部结构信息。
6. X射线的衰减规律当X射线穿过物体时，会发生衰减。
衰减规律与物体的密度、厚度以及内部结构有关。
通过测量X射线的衰减程度，可以推断物体的内部结构。
7. X射线的成像方法常见的X射线成像方法有放射性成像和计算机断层成像。
其中，放射性成像是利用放射性核素在物体内部的分布图像进行成像，计算机断层成像则是通过旋转X射线管和探测器，根据不同方向的射线信息进行成像。
8. X射线无损检测的应用领域X射线无损检测技术广泛应用于工业领域，常见的应用包括飞机、汽车、桥梁、建筑材料以及电子设备等。
通过X射线无损检测技术，可以及时发现材料内部的缺陷或问题，帮助进行及时维修和处理。
9. X射线无损检测的优势和局限性X射线无损检测技术具有非破坏性、高分辨率、快速准确等优点，可以提高工作效率和材料质量。
然而，X射线无损检测技术也存在一些局限性，如成本较高、对人体有一定的辐射危害等。
10. X射线无损检测技术的发展趋势随着科技的不断进步和应用需求的增加，X射线无损检测技术将面临更多的挑战和机遇。
1章第四节：X射线在物质中的衰减
毫无用处，徒增加剂量，所以提前过滤掉。
理想的滤过：理想的滤过是把一切无用的X射线成分全部滤过，而让有用的高能成分全
部通过。但是这样的是不存在的。
实际中的滤过：实际的滤过是用铝板和铜板，铝对低能X射线有很好的滤过，铜对高能
射线是很好的滤过物质，实际中铜和铝复合使用，一个复合板可以包含很多层。铜板朝向X射 线管，铝板朝向人体。因为铜会产生8Kev的特征线，而铝的特征线只有1.25Kev，空气就可吸 收。
量化的基本思路：在理想模型下， 初量给定，影响因数限定，测量影响后的结果量 改变初量或影响因素继续
知识点框架：
X射线 的吸 收衰 减
衰 减
X射线 的扩 散衰
减
一、几种系数 二、衰减规律 三、X射线的滤过 四、在人体中的衰减
线性衰减系数 质量衰减系数 质能转移系数 质能吸收系数
单能X射线的规律
X射线的滤过
光子量的变化
影响因素的变 化
实验结合理论：可以得出模型
∆y = ∎∆x
最终分析黑框内的数学模型，若其中存在与系统相关的因数， 那么就得到我们研究的相关系数
一、几种系数ห้องสมุดไป่ตู้
线性衰减系数
线性衰减系数
解偏微分方程
定义：线性衰减系数为
一、几种系数
线性衰减系数
线性衰减系数的物理意义：
1、μ表示X射线在单位厚度上与物质发生相互作用的概率 2、μ也表示X射线光子穿过靶物质时在单位体积厚度上入射光子数减少 的百分比 3、 μ是光子能量和原子序数的函数，与光子数多少无关 4、 μ越小X穿透该物质能力越强，反之越弱。
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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。
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。
3
闪烁计数器 冷阴极电离计
研究、工业、医学领域
应用
一．X射线诊断：主要依据X射线的穿透作用、差别 吸收、感光作用和荧光作用 二．X射线治疗：治疗肿瘤 三．X射线防护：导致病人脱发、皮肤烧伤、工作 人员视力障碍、白血病等射线伤害问题
研究、工业、医学领域
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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
X射线的衰ห้องสมุดไป่ตู้规律
X射线的衰减，包括距离与物质所致的衰减。 距离引起衰减：从X射线管焦点发出的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，但是由于空气引起的 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。
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