《X射线的吸收》PPT课件

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1、§8.4X射线的吸收当X射线由低能光子组成(一般不超过150Kev)时，这时不会发生电子偶效应。但相干的瑞利散射是重要的。一、光与物质相互作用--X射线衰减的几种方式光与物质作用主要有以下三种形式：光电效应：光子与束缚电子作用，光子被完全吸收；康普顿效应：光子与自由电子的散射；电子偶效应：当光子的能量大于电子的静止能量的两倍时(即1.02MeV)，光子在原子核场附近可将全部能量转化为正、负电子对。二、X射线的吸收率当一束强度为Io的X光通过厚度为dx的吸收体后，强度减少量－dI正比于dx和强度I(x)之乘积，引入衰减常数μ，有积分给出X射线经过物体后减弱是由两种过程产生

2、的，一种是射线被物体吸收，另一种是被散射。为真实吸收系数，为散射系数。上式还可写成ρ是吸收物的密度,μ/ρ(cm2/mg)称质量衰减系数，τ/ρ(cm2/mg)称质量吸收系数。把衰减系数、吸收系数τ和散射系数σ用单位厚度和单位截面中的原子数除，就分别得到原子衰减系数、原子吸收系数和原子散射系数。从实验可以准确地证明τa同射线的波长和吸收物的原子序数有如下的关系：C在一定的波长范围是一个常数。上式说明波长越短，吸收越少；原子序数越高，吸收越强。吸收系数随X光子能量增加而下降，这是由于X光子能量越高，其穿透性越强。吸收限是X光子分别使K层、L层、M层一个电子电离发生共振吸

3、收的能量。突变即吸收限的出现，证明原子内部电子的壳层结构。仔细观察会发现，图中有几处突变，它们是吸收线，在吸收限的两侧吸收系数十分悬殊。吸收限在测量中的应用之一—过滤片在吸收限的两侧吸收系数十分悬殊，因此可用作“滤波器”。例如黄铜是铜锌的混合物，它们发射的Kα射线波长分别为0.1539nm和0.1434nm，相差极微。用镍片作过滤片，可以滤出其一进行成分分析。镍的吸收限为0.1489nm，镍对铜K线的质量吸收系数小，而对锌K线的质量吸收系数大。当通过镍片时，Cu和Zn两种Kα线透过强度比为10:1。铜的Kα线大部分通过，而锌的被吸收。X射线吸收在医学上的应用－心血管

4、造影术为了观察局域心血管病变，常将足够浓度的碘用导管直插入其中，利用碘对X射线强吸收（远比肌肉、骨骼高得多）形成造影。现在人们发明了一种双色数值减除造影术，只将少量碘静脉注射血管内，就可以达到造影目的。其原理很简单：用两种不同能量的X射线进行两次造影。其中一个X射线的能量（E1）略低于碘的K吸收边－吸收系数小；另一能量（E2）略高于K吸收边－吸收系数大（见图）。但这两种能量的光对人体肌肉、骨骼的吸收系数差不同；通过两次造影相减，将肌肉、骨骼的影响几乎全部消除，留下碘对X射线吸收差的影像。该法对碘吸收特别灵敏，故用碘量很少，大大减少了病人的痛苦。