X线放射物理与防护第二章PPT课件

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• 2.阳极 又称阳极靶，它是使高速电子突然受阻而产生X线的地方。 阳极靶面和散热体两部分组成。通常，是将钨材料靶面焊接在实 心或空心铜材料圆柱体上。采用这种结构是因为从阴极飞来的高 速电子能，99%以上都在阳极上变为了热能，使阳极产生，很高 的温升，这就要求阳极材料既要耐高温，又要散热性能好。以便 能及时将热量传递出去，保证阳极靶面不被融化而损坏。钨的原 子序数高（Z=74），有利于提高X线产生的效率;其熔点高 （3370°C），能耐受住高速电子碰撞时产生的热量，但导热性差。 铜的原子序数和熔点较低，但导热性能好，故结合两者的优点将 阳极靶面做成将钨靶面镶嵌在镶嵌在铜散热体上的结构。
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X线具有微粒性，X线的波动性可以成功地解释X线 的干涉与衍射现象，但却不能解释X线的光电效应、 荧光作用、电离作用等，这些只能用X线的粒子性 做出圆满的解释。即X线是由一个个微粒即X光子组 成的。
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X线是一种电磁波，它具有电磁波的共同属性。此外，由于X线的能 量大、波长短，它还具有以下几方面的特有性质。
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• 固定阳极X线管
• 由于焦点面受温的限制，功率不能太大，若功率太大，温度过高， 靶面会融化，使靶面凹凸不平，在工作中产生大量的额散射线， 影像图像质量，增加了射线的环境污染和防护难度。降低了X线 管的使用寿命。、
• X线的电离作用是放射治疗的基础，但它也可对人体造成损伤。
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6．热作用
X线被物质吸收，最终绝大部分都将变为热能，使物体产生温 升。测定X线吸收剂量的量热法就是依据这个原理研究出来的 。
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(二)化学特性
• 1．感光作用
• X线和可见光一样，同样具有光化学作用。它可使胶片乳剂感 光，能使很多物质发生光化学反应。X线被广泛应用于人体X线 摄影和工业无损探伤检查，以及照射量(胶片法)测定等技术中。
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第二节 X线的基本特性
• X线是电磁辐射谱中的一部分，属于电离辐射，其 波长介于紫外线和γ射线之间，是具有电磁波和光 量子双重特性的一种特殊物质。就其本质而言，X 线与可见光、红外线、紫外线、γ射线完全相同， 都是电磁波，只不过X线的频率很高， 波长很短。
• X线具有波动性，与可见光一样，具有衍射、偏振、 反射、折射等现象。
第二章 X线的产生和性质
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• 第一节、X线的发现
• X线是德国著名物理学家伦琴于1895年11月8日 发现的。X线的发现在科学史上是个极其重大的事 件，它给人类历史和科技发展带来巨大的影响，并 由此开创了物理学和影像医学的崭新时代。
• X线成像技术与后来发展起来的核医学成像、超声 成像、X线CT、磁共振成像、热图像、介入性放射 学和内镜等技术共同组成现代医学影像学的崭新领 域。
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1.电子源：电子源能提供所需数量的电子。
2.高速运动的电子流：要使电子成为高速运动的电子流需要两个条件; (1)有一个给电子加速的高压场，在高压场的作用下，电
子获得足够大的动能。 （2）有一个高真空的空间，是电子在高压场作用下而加
速运动的过程中，免遭气体分子的阻挡而降低能量。
3.阳极靶：一个能经受的住的高速电子撞击而产生的X射线的靶。
• 荧光的强弱与X线的量成正比
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• 5．电离作用
• X线虽然不带电，但它具有足够能量的X线光子能够撞击原子 中的轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。被击脱的电子仍有 足够能量，去电离更多的原子。X线的电离作用主要是它的次级 电子的电离作用。X线在气体中产生的正、负离子，在电场力的 作用下很容易收集起来。通常就是利用空气中电离电荷(或电流) 的多少来测定X线的照射量。多种测定X线剂量仪器的探头，如 电离室、盖革弥勒计数管等都是根据这个原理制造的。
• 2．着色作用
某些物质，如铅玻璃、水晶等经X线长期大剂量照射后，其结 晶体脱水渐渐改变颜色，称为着色作用或脱水作用。
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(三)生物效应特性
• X线在生物体内也能产生电离及激发作用，也就是使生物体产生 生物效应。生物细胞特别是增殖性强的细胞，经一定量X线照射 后，可产生抑制、损伤甚至坏死。
• 人体组织吸收一定量X线后，视其敏感程度的不同，而出现种 种反应，这个特性可在肿瘤放疗中得到充分应用，它是放射治疗 的基础。
• (一)物理特性
• 1．X线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播的不可见电磁 波。
• 2．中性高能光子流，X线不带电，它不受外界磁场或电场的影响。
• 3．穿透作用
• 由于X线波长短，具有较高的能量，物质对其吸收较弱，因此它 有很强的贯穿本领。其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。
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• 4．荧光作用
• 某些物质被X线照射后，能激发出可见荧光。如磷、钨酸钙、铂 氰化钡、银激活的硫化锌镉等荧光物质受X线照射时，物质原子 被激发或电离，当被激发的原子恢复到基态时，便可放出荧光。 透视用的荧光屏，摄影用暗盒中的增感屏，影像增强器中的输入 屏和输出屏，测定辐射量的闪烁晶体、荧光玻璃等都是利用荧光 特性制造的。X线的发现也是基于它的荧光作用。
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• X线管不同的分类 • 1.按焦点分：单焦点，双焦点X线管 • 2.按阳极分：固定阳极，旋转阳极X线管 • 3.按靶物质分：钨靶、钼靶、铼钨合金靶X线管。
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• 以旋转阳极X线管来介绍产生X线装置的几个主要部分
• 1.阴极：为电子源，起作用是按照需要提供足额数量的电子，经 聚焦加速后撞击阳极而产生x线。阴极由灯丝和集射罩组成，灯 丝多有高熔点的钨丝烧制而成。接通电源，灯丝加热，当温度升 到一定值时钨原子的轨道电子便脱离原子核的束缚而溢出灯丝表 面，形成包饶灯丝的电子云。灯丝电压越高，灯丝温度便越高， 每秒蒸发出的电子数目就越多。当在阴极和阳极之间接通高电压 （阴极为负、阳极为正）时，在强电场的作用下，蒸发电子奔向 阳极便形成了管电流。管电流单位mA。
• 当然X线对正常人体组织也可能产生损伤作用，故应注意对 非受检部位和非治疗部位的屏蔽防护，同时射线工作者也应注意 自身的防护。
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第三节X线的产生条件和装置
研究证明，凡高速带电离子桩基物质而突然受阻，都 能产生X线。 一、X线的产生条件: 1.电子源
2.高速运动的电子流
3.阳极靶
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三、X线产生装置