x射线机教学资料-第二节x线同物质的相互作用

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1、第二节X射线与物质的相互作用主要内容1、吸收2、X射线与物质的作用：类型、对象、条件、几率、产物和特点（主要光电效应和康普顿效应）3、X射线的减弱规律一、概述X射线通过物质后强度减弱的现象叫吸收。（一）X射线与物质的相互作用1、吸收同物质的光学性质无关。2、作用的原子性。3、每次作用光子损失大部或全部的能量。4、作用过程的复杂性。（二）作用类型最主要有四种：光电效应（Photoemission）康普顿效应（ComptonEffect）电子对效应（PairEffect）相干散射（CoherentScattering）二、光电效应（Photoemission）（三）光电效应发生的

2、几率：由几个因素制约：光子能量、原子序数、轨道电子的结合能。具体如下：1、X射线能量稍大于轨道电了结合能时，最易发生光电效应。2、t光81/（hu）3、原了结合能越大的电了越容易发生光电效应。（1）内层电子比外层电子更易发生光电效应。（2）高Z比低Z更容易发生光电效应。（四）光电效应产生的特征X射线人体各组织在X射线照射所产牛的光电效应的特征辐射将全部被组织吸收。Ca（20）4keVI（53）33.2keV（五）光电效应对照片质量和被检者的影响1、光电效应有利于提高照片质量（1）不产生散射线，减少照片的灰雾。（2）增强了天然组织间的对比度。2、光电效应对被检者的危害。三、康普

3、顿效应（Comptoneffect）（二）散射光子和反冲电子的能量分布（三）光电效应与康普顿效应的比较。1、作用对象不同2、作用条件不同3、对光子能量的吸收程度不同4、能量分配不同5、对照片质量的影响不同6、对被检者的危害程度不同四、电子对效应（PairEffect）1、产物：正、负电子2、发生条件：*电子场：E光22.04MeV*核电场：E光$1.02McV在诊断范围内，一般不可能出现。五、相干散射（CoherentScattering）1、概念：发生干涉的散射过程。2、瑞利散射3、相干散射的特点：（1）对光子能量无吸收，但进行方向改变。（2）对物质无电离作用，对生物组织不

4、存在损伤。（3）在诊断范围内都会出现，只占5%左右。六、各相互作用发生的相对儿率（一）X射线与物质相互作用的总结（二）原子序数Z和光子能量hu与三种基本作用的关系1、光子能量低于0.8MeV时，光电效应和康普顿效应同时发生。11越低于0.8MeV光电效应占优势。2、光子能量在0.8〜4MoV时，则无论原子系数多少及光子能量如何变化，康普顿效应都占主导地位。3、光子能量大于4MeV时，占主导地位可能是康普顿效应，也可能是电子对效应。（三）在诊断X射线中各种基本作用发生的相对儿率从图可看出：1、由于诊断X射线的范围多在20^100keV,此时电了对效应不可能发生。2、X射线与物质

5、的基本作用有三种：光电效应、康普顿效应和相干散射，前两种占主导地位。3、光电效应和康普顿效应的发生几率同组织的原了系数有关。七、X射线的减弱规律（一）X射线强度减弱的两种方式。1、距离所致的减弱：Jocl/y22、物质所致的减弱：（二）彫响X射线减弱的儿个因素1、光子能量对作用类型的影响。2、原子系数对作用类型的影响：对低原子系数的物质，当光子能量增加时透过量增加，但对高原子系数的物质，当射线能量增加时，透过量还可能降低。3、密度对减弱的影响。（三）物质对X射线的吸收规律1、物质对单能窄束X射线的吸收规律：遵循指数衰减规律。匸1（）严2、物质对连续X射线的吸收规律：（1）由于

6、对各能谱成分吸收速率不一样，所以总的吸收不遵循指数衰减规律。（2）连续X射线通过吸收体以后，不仅强度减少，而且其能谱变窄。低能成分减少，高能成分相对增加，平均能量升高。（3）平均能量越高，减弱速率越小。