《Xγ射线的探测》PPT课件

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1、X、γ射线的探测1X射线的产生高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。产生条件产生自由电子;使电子作高速运动;在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。接变压器玻璃钨灯丝金属聚灯罩铍窗口金属靶冷却水电子X射线X射线X射线管剖面示意图（回车键演示）过程演示X射线管的结构封闭式X射线管实质上就是一个大的真空（）二极管。基本组成包括：(1)阴极：阴极是发射电子的地方。(2)阳极：亦称靶，是使电子突然减速和发射X射线的地方。(3)窗口：窗口是X射线从阳极靶向外射出的

2、地方。(4)焦点：焦点是指阳极靶面被电子束轰击的地方，正是从这块面积上发射出X射线。X射线管旋转阳极电子束X射线1.1特征X射线在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出具有靶原子能级差特征的特征X射线。一个X射线光子射线具有的能量ε=靶元素核外电子的能极差（E2-E1）。E1E2ε=hνh为普朗克常数，6.626×10-34J·sν为X射线光子频率1.2连续X射线带电粒子高速运动过程中，骤然减速，将向外发射电磁波——轫致辐射。电子与阳极靶

3、碰撞过程中，不断发出电磁波——X射线；电子速度不断减小，发出的X射线光子具有的能量不断减小——连续能量谱的连续X射线。1.3实际X射线特征X射线+连续X射线（特征谱+连续谱）X射线是人工射线装置产生的射线X射线是原子核外电子跃迁及电子骤然减速的产物2γ射线的产生原子核由高能级向低能级跃迁过程中，多余的能量以电磁辐射的形式释放出。这种电磁辐射就是γ射线。特征谱。3X射线和γ射线都是电磁波——为使系统能量最低而达到稳定状态X射线：原子核外特征谱+连续谱γ射线：原子核内特征谱光子:ε=hν=hc/λε——光子能量ν——光子频率c——真空中的光速λ——真空中的波长4X、γ射线的探测射线感知探测射

4、线射线照射物体的效应——、损伤、热、韧致辐射….电离电荷Q一定质量（m）物质，辐射场中某处收集电荷Q，则表示光子在该处质量为m的物质（空气）上的平均辐射强弱——照射量：=(1)严格定义如下：(2)即：X或γ光子在单位质量的空气中，与原子相互作用释放出来的次级电子完全被空气阻止时,（意味着无剩余能量）,（在导致空气电离的过程中）所产生的同种符号离子的总电荷量。单位(R)C/kg1R=2.58×10-4C/kg物理意义：单位质量的空气中电离出的同种电荷量。照射量仅对光子定义，并且测量物质为空气。*国家照射量基准——中能x射线（60~250）kV照射量基准装置、γ射线照射量基准装置从能量角度

5、：=>K、DK——比释动能（不带电的电离辐射粒子在单位质量的某一物质内释放出来的全部带电电离粒子的初始动能的总和。）D——吸收剂量（电离辐射授予（沉积）单位质量物质的平均能量）K=D+ErEr——单位质量物质韧致辐射损失能量D、K和X之间的区别辐射量照射量X比释动能K吸收剂量D计量学含义适用介质适用辐射类型表征X,γ线在考察的体积内用于电离空气的能量空气X、γ射线表征非带电粒子在考察的体积内交给带电粒子的能量任何介质非带电粒子辐射表征任何辐射在考察的体积内被物质吸收的能量任何介质任何辐射同一辐射场处，照射量相同，放入不同物质，K或D不一定相同。选择物质为空气——空气比释动能或空气吸收剂量

6、。常用空气比释动能Kair，但目前无国家基准*。X、Kair、Dair的换算X=单一电荷电量×电离电荷对数/mDair=在空气中电离一对离子所需要的能量×电离电荷对数/mDair=(1-g)Kairg——带电粒子的动能在慢化过程中转化为辐射能量的份额电荷收集装置——探测器（电离室、半导体及其他探测器）相同时间内，辐射场强度正比于收集到的电离电荷量——刻度仪器空气电离室+显示设备照射量计电离室——非密封空腔，容积固定m=ρV。ρ~ρ（t，P）m(t,P)显示设备——显示收集到的电荷量大小（经过换算转换为表示辐射量的多少）电离室温度气压修正电离室刻度只要选择好m值，将其固定输入在于仪器中，就

7、可从Q值推算出辐射量。电离室体积固定情况下，m值通常取标准状态下电离室所含空气质量：m0=m(t0,P0)t0=20ºC，P0=101.3kPa照射量按出厂刻度表示：（仅在标准状态下正确）实际照射量在（t，P)收集电荷为Q时应表示为：m0m普适气体方程：(3)则m与m0关系：根据上两式有：（4）（4）式代入（1）：或：（5）其中k称为温度气压修正因子：（6）上式中T=t+273.15(ºC)；T0=293.15(ºC)P0=101.