医用物理学：第十三章 X射线

1、第十三章第十三章 X射线射线 13 - 3 X 射射 线线 本质：电磁波，波长为本质：电磁波，波长为10-810-12m (10nm 0.001nm) 一、一、X射线的基本性质射线的基本性质 (1) 电离作用电离作用(2)贯穿本领贯穿本领(3)荧光作用荧光作用 (4) 光化学作用光化学作用(5)生物效应生物效应 二、二、X射线的衍射射线的衍射 (1)布拉格方程布拉格方程 2dsin =k (k=1,2,3,) (2) X射线衍射应用射线衍射应用 1953年，沃森年，沃森(JD Wason) 和克和克 里克里克(FHC Crick)发现发现DNA结构结构 结构分析结构分析 三、三、X射线的产生射

2、线的产生 1. 产生条件产生条件 2. 阳极靶与焦点阳极靶与焦点 (1) 高速电子流高速电子流 (2) 障碍物障碍物 阳极和阴极（灯丝）阳极和阴极（灯丝） X 射线管：射线管： 管电流管电流 与与 管电压管电压 3. X射线发生装置的基本组成射线发生装置的基本组成 (1) X射线管射线管 (2) 发生器发生器 降压变压器降压变压器 灯丝电压灯丝电压 升压变压器升压变压器 整流电路整流电路 管电压管电压 四、四、X射线的强度和硬度射线的强度和硬度 1. X射线的强度射线的强度 (intensity) (1) 定义定义: 单位时间内通过与单位时间内通过与X射线方向垂直的单位面射线方向垂直的单位面

3、积的辐射能量积的辐射能量. I= Ni hi (2) 调节调节: (a)调节管电流调节管电流 (毫安率毫安率), (b)调节管电压调节管电压 2. X射线的硬度射线的硬度 (hardness) (1) 定义定义: X射线贯穿本领的强弱程度射线贯穿本领的强弱程度. (2) 调节调节: 调节管电压调节管电压 (千伏率千伏率) (3) 医用医用X射线按硬度的分类射线按硬度的分类 ( 表表132 ) 五、五、 X射线谱射线谱 1. 连续连续X射线谱射线谱 (1) 实验规律实验规律 强度分布强度分布短波极限短波极限min (2) 产生机制产生机制 韧致辐射韧致辐射 管电压管电压 50kV （钨）（钨）

4、钨的钨的X射线谱射线谱 钨的连续钨的连续X射线谱射线谱 eUmh 2 max 2 1 v min hc eU hc min nm )kV( 242. 1 U 2. 标识标识X射线射线 (1) 实验规律实验规律 (2) 产生机制产生机制 (3) 应用应用 管电压管电压70kV （钨）（钨） 位置不随管电压变化，只和阳靶位置不随管电压变化，只和阳靶 材料有关材料有关 高速电子与原子内壳层电子作用高速电子与原子内壳层电子作用 医学：连续谱医学：连续谱 物理、化学：标识谱物理、化学：标识谱 钨的标识钨的标识X射线谱射线谱 标识标识X射线谱的产生机制射线谱的产生机制 六、六、 物质对物质对X射线的吸收规

5、律射线的吸收规律 1. 单色单色X射线的吸收规律射线的吸收规律 (1) 郎伯定律郎伯定律 (2) 质量吸收系数质量吸收系数 质量厚度质量厚度 xm= x (3) 半价层与质量半价层半价层与质量半价层 2. 复复色色X射线的吸收规律及射线的吸收规律及应用应用 m= k3Z 3 I=I0exp(- x ) m=/ I=I0exp(-mxm) d1/2= ln2/dm1/2= ln2/m (1) 原子序数越大的物质，吸收本领越大原子序数越大的物质，吸收本领越大 (2) 波长越长的波长越长的X射线，越容易被吸收射线，越容易被吸收 线性吸收系数线性吸收系数 134 X射线的医学应用射线的医学应用 一、射线摄影和透视一、射线摄影和透视 1X射线摄影射线摄影 2X射线透视射线透视 二、数字减影血管造影二、数字减影血管造影 三、三、X射线射线CT 四、四、X射