辐射与物质的相互作用

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1、第三章辐射与物质的相互作用§1、辐射与物质的作用类型及能量损失§2、电离辐射的生物学作用§3、生物靶的调节作用§4、影响电离辐射作用的主要因素§1.辐射与物质的作用类型及能量损失A.辐射与物质作用的种类一.X（γ）射线与物质的作用二.β射线与物质的作用三.α射线与物质的作用四.中子与物质的作用五.带电重粒子与物质的作用一.X(γ)射线与物质的相互作用Ⅰ.光电效应Ⅱ.康普顿效应++eehfhfhf’Ⅲ.电子对效应+hfZee-e+1、X线与物质相互作用的过程(1).光电效应特征放出光电子的原子变成正离子并处

2、于激发态；外层电子向内层填充产生特征X线;特征线离开原子前又击出外层(俄歇)电子.光电子、正离子、特征X光子、俄歇电子光电效应的次级粒子Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用）(2).光电效应的发生几率a.原子序数的影响光电效应几率Z4内层比外层发生几率大4~5倍但必须大于结合能c.原子边界限吸收的影响b.入射光子能量的影响光电效应几率防护材料选取的依据L限K限吸收限吸收限光子能量光电质量衰减系数Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用）(3).光电子的角分布光电子的角分布与入射X光子能量有关能量低—大角度分

3、散能量高—小角度集中（电离方向）Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用）(4).放射诊断学中的光电效应a.优点提高成像质量b.缺点入射X线通过光电效应几乎全部被人放疗时增加对肿瘤组织的剂量因光电转换减少散射线，故减少照片灰雾利用造影剂可增加对比度Ⅰ.光电效应(光子与原子内层电子作用）体吸收，增加了受检者的剂量，对人体有负面作用。(1).康普顿效应的发生几率原子序数的影响康普顿效应几率Z/A除氢元素外，大多数材料具有相同的Z/Ab.入射光子能量的影响康普顿效应几率Ⅱ.康普顿效应(与原子外层电子作用）Crys

4、talgratingX-Rayo（>o）康普顿散射波长spectrao:入射波长波长(2).散射光子的波长hfoXYhf考虑：Comptonwavelengthelectron(3).散射光子和反冲电子的角分布散射光子能量反冲电子动能散射角与反冲角关系(3).散射光子和反冲电子的角分布注:康普顿效应的散射线，是X线检查中最大的散射线来源,且充满整个检查室空间。必须引起工作人员和防护人员的重视,并采取防护措施.效应发生几率Ⅲ.电子对效应A.相干散射2、X线与物质作用的其他过程射线与物质相互作用

5、而产生干涉(衍射)的散射过程叫相干散射。比如X线对年晶体衍射产生的劳厄斑就是相干散射现象.相干散射是唯一不产生电离的过程。光子与原子核作用发生核反应的过程。比如释放中子、质子、β粒子和γ光子等。光核作用在X线诊断过程中不能发生，在放疗中发生率也很低。B.光核作用A.X线引发效应总结3、各种作用发生的相对几率光核作用普通散射B.Z和hf与三种作用的关系3、各种作用发生的相对几率C.放射诊断学中三种作用发生的相对几率表2放射诊断学中作用几率与Z和hf的关系X射线能量(KeV)水（Z=7.4)骨（Z=13.8)

6、碘化钠（Z=49.8)光电(%)康普顿(%)光电(%)康普顿(%)光电(%)康普顿(%)207030891194660793316995510019999188123、各种作用发生的相对几率4.X(γ)射线在物质中的衰减当X线通过物质时，由于光电效应、康普顿效应和电子对效应等作用，使射线的强度衰减。即物质所致的衰减。射线在物质中的衰减随距离衰减物质所致衰减(W/m2)A、单能X线在物质中的衰减规律(1)、窄束X线在物质中的衰减规律4.X(γ)射线在物质中的衰减光子数表示则满足lnIlnI0x光子数减少但频

7、率不变！（μ=0.2cm-1)4.X(γ)射线在物质中的衰减A、单能X线在物质中的衰减规律积累因子:某物质元中X光子计数率与未碰撞物质的X光子计数率之比B。(2)、宽束X线在物质中的衰减规律Ns:物质元散射X光子计数率B是描述散射光子影响反映宽束和窄束区别的物理量宽束X线的衰减规律B可以通过台劳级数展开近似计算求得4.X(γ)射线在物质中的衰减B、连续X线在物质中的衰减规律(1)、连续X线在物质中的衰减规律4.X(γ)射线在物质中的衰减光子数水模厚度单能X线连续X线4.X(γ)射线在物质中的衰减B、连续X

8、线在物质中的衰减规律(1)连续X线在物质中的衰减规律影响因素(2)、X线的滤过低能X线不能透过人体(吸收)，对形成X线影像不起作用，但却大大增加被检者皮肤照射量。为减少无用低能光子对皮肤和浅表组织的伤害，需采用适当的滤过措施，在管口放置一定均匀厚度的金属，吸掉低能部分，使平均能量增高。4.X(γ)射线在物质中的衰减B、连续X线在物质中的衰减规律(2)、X线的滤过a、固有滤过包括X线管的玻璃管壁、绝缘油、管套上的窗口和不可拆卸的