放射物理与防护习题

《放射物理与防护》习题

第三章X线的产生

1、X线是1895年11月德国物理学家伦琴发现的。

2、X线的本质是电磁辐射(电磁波)，频率高、能量大、具有波粒二象性，X线在传播时突出表现为波动性，在与物质作用时突出表现为粒子性。

3、X线的基本特性有不带电、穿透能力、荧光作用、电离作用、热作用、感光作用、生物

效应；X线透视时主要运用X线的穿透能力和荧光作用特性；X线摄影时主要运用X线的穿透能力和感光作用特性；X线治疗时主要运用X线的穿透能力、电离作用和生物效应特性。

4、X线的穿透本领的强弱取决于X线能量、物质密度和原子序数等因素；X线的能量大小由频率决定。

5、电离作用分直接电离和间接电离，X线的电离作用属于直接电离。

6、X线的产生条件电子源、高

速电子流(高压、高真空)、阳极靶面。

7、医用X线机分为诊断机和治疗机两大类；X线机由X线发生装置和辅助装置组成；X线发生装置包括X线管、高压发生器和控制装置三部分；

8、X线管由阴极、阳极和管壳等部件组成；X线管的焦点分单焦点和双焦点(大小焦点)；通常习惯按阳极是否转动将X线管分为固定阳极和旋转阳极。

9、管电流：阴极灯丝加热至一定温度时，释放出电子，在管电

压的作用下，加速飞向阳极，形成管电流；管电流的单位毫安(mA)。

10、阳极的作用是接受高速电子的撞击产生X线，阳极产生X线的效率极低(<1%)，大部分电能转变为热能。

11、X线管的玻璃管壳的作用是保持高真空条件、支撑作用。

12、X线是在高速电子与物质作用损失能量过程中产生中，在此过程中的能量损失包括碰撞损失和辐射损失；高速电子与原子外层电子作用属碰撞损失，能量转换成

为热能，与内层电子或原子核作用属辐射损失，能量转换成为X线能。

13、根据X线光谱可分为连续X线和特征 X线；与原子核作用产生的是连续 X线，与内层电子作用产生的是特征 X线。

14、连续X线的最短波长由管电压(峰值)决定，影响连续X线的因素有管电压(kV)、管电流(mA)和原子序数(Z)。

15、产生特征X线的条件是高速电子的能量大于电子的结合能，影响特征X线的因素有原子序数

(Z)、管电压(kV)和管电流(mA)。

16、X线的量是指X光子的数目，在实际工作中常用管电流与曝光时间的乘积(m A·s)来反映。

17、X线的质是指X光子的能量(硬度)，直接决定X线的穿透能力，在实际工作中常用管电压(kV)来衡量。

18、影响X线量的因数有管电压(kV)、管电流(mA)和原子序数(Z)；影响X线质的因数有管电压(kV)、整流方式和过滤情况，但特征X线的质只与原子结构(原

子序数)有关。

19、X线的产生效率是指X线机将电能转换成X线能的比值，一般X线机产生X线的效率极低(1%)，与管电压(kV)和原子序数(Z)成正比，并且X线的利用率低(10%)。

20、阳极效应：厚靶阳极产生的X线强度分布上的特点是靠近阳极侧X线衰减大，强度小；解决办法有组织密度大、厚度大的物质体靠近阴极侧摄影、使用中心线附近较均匀的X线。

第四章 X射线与物质的相

互作用

1、X线通过物质时，小部分直接透过，大部分被吸收和散射，最终造成生物损伤。

2、光电效应是X光子与原子的内层电子的作用过程，其实质是物质吸收X线使其产生电离的过程。

3、光电效应过程：X光子与原子一个内层电子相互作用，能量被全部吸收，电子摆脱原子束缚自由运动成为光电子，原子变为正离子，原子处于激发态，外层电子跃入填充，同时放出特征X线，若

此X线又击出外层电子，成为俄歇电子。

4、光电效应的发生几率与原子序数、光子能量和边界限吸收有关。

5、光电效应对于诊断放射学而言，有利方面有不产生散射线、增加影像对比度；有害方面有增大人体吸收剂量，为此可采用高千伏摄影技术达到降低剂量的目的。

6、康普顿效应又称康普顿散射，其产生过程为：入射光子与原子中的一个内层电子相互作用，光子将部分能量传递给它，使其脱离

原子射出，成为反冲电子，同时，入射光子能量降低，偏离方向后射出，成为散射光子。

7、康普顿效应的条件是hv>>W；其发生几率受原子序数和光子能量的影响。当入射光子的能量等于或稍大于电子的结合能时，光电效应最可能发生；当入射光子的能量远大于电子的结合能时，光电效应降低，康普顿效应增加。

8、康普顿效应的有害面为降低影像质量、增大防护难度。

9、电子对效应：入射光子与物质的原子核相互作用，光子消

失，转化为一对正负电子，体现了能质转换过程；湮灭辐射：正电子在停止的瞬间与自由电子结合，产生两个光子，体现了质能转换过程。

10、电子对效应的条件是hv>1.02MeV，所以在诊断X线能量范围内不可能发生，其发生几率受光子能量、原子序数和单位体积原子数的影响。

11、相干散射又称折射，是入射光子与原子内层电子相互作用，原子激发，随即又跃迁产生折射X 线，其能量相同，但传播方向改

变，整个过程不产生电离作用。

12、光核作用是入射光子与原子的原子核相互作用发生核反应的过程，会产生质子中子、γ线和放射性核素，条件是hv>阈值，在诊断X线能量范围内不可能发生。

13、在20~100keV诊断X线能量范围内，只有光电效应和康普顿效应是重要的，低能X线高原子序数时，光电效应占优势，高能时康普顿效应占优势，相干散射所占比例小，电子对效应不可能发生。

第五章 X射线在物质中的

衰减

1、X线的衰减包括距离衰减和物质衰减，距离衰减也称为扩散衰减，其规律满足平方反比法则，物质衰减主要是指X线通过物质时发生了光电效应、康普顿效应和电子对效应等作用，是X线检查、放射治疗和屏蔽防护的理论根据。

2、单能X线是指由单一能量的光子组成的X线，窄束X线是指不含散射线的单能X线，由X线通过铅准直器产生，窄束X线呈指数