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1、,蒋彬斌 TEL：15007469016 QQ：253469845,学习目标,1、掌握X(或)射线与物质相互作用规律及光电效应、康普顿效应、电子对效应发生机制2、掌握诊断X射线能量范围内，射线与组织相互作用各种效应发生几率及对影像质量、辐射剂量的影响3、了解X(或)射线与物质作用规律在射线诊断、屏蔽防护中的应用,课时：6课时,课程导入：X射线与射线,X射线与射线本质都是电磁波，且都属电离辐射X射线是高速电子与物质相互作用产生的射线是从原子核衰变中放射出来的射线能量比X射线能量更高，具有更强的穿透本领,一、X射线与物质的相互作用,X线通过物质时，小部分从物质的原子间隙中穿过(穿透作用)大部分被吸
2、收和散射,胶片感光、荧光屏发光形成影像,电离作用放射治疗、防护,滤除、防护,（一）衰减系数,X光子的数量减少方面,光子减少的数目,物质厚度,入射光子数目,X线强度减弱方面,剩余X线强度,入射X线强度,物质厚度,与X线能量成反比、与物质密度/原子序数成正比,二、光电效应,（一）光电效应又称光电吸收，是X线光子能量被原子全部吸收的作用过程,作用位置：原子内层电子条件：X光子能量与内层电子结合能相等h=W次级粒子：光电子、俄歇电子、特征X光子、正离子,二、光电效应,（二）光电效应的发生几率,与物质原子序数的4次方成正比与入射光子能量的3次方成反比原子边界限吸收,当入射光子能量恰好等于原子轨道电子结合
3、能时，吸收系数突然增加物质原子的边界限吸收特性很有实用价值，可在防护材料的选取、复合防护材料配方及阳性造影剂材料的制备等方面得到应用,（三）光电效应中的特征放射,K系特征放射：钡37.4keV碘33.2keV产生灰雾人体软组织0.5keV钙4keV人体吸收,知识拓展：诊断放射学中的光电效应,有利面不产生散射线，减少照片灰雾增加人体不同组织的X线吸收差别，提高对比度不利面增加了人体的X线吸收剂量，不利于X线防护可用高千伏摄影技术降低X线吸收剂量,三、康普顿效应,（一）康普顿效应又称为康普顿散射，是X线光子能量被部分吸收而产生散射的过程,作用位置：原子最外层电子条件：X光子能量远大于外层电子结合能
4、相等hW次级粒子：反冲电子、散射X光子、正离子,三、康普顿效应,（二）康普顿效应的发生几率,与物质原子序数Z成正比(只适用于氢元素与其他元素的比较)与入射光子能量成反比当入射光子能量等于或稍大于电子的结合能，光电效应最有可能发生，随着入射光子能量的增加，光电效应很快降低，而康普顿效应下降较慢，此时以康普顿效应为主,（三）散射光子的角分布,入射线能量仅能发生康普顿效应时，散射光子近似对称于90分布随着入射光子能量的增大，散射光子的分布趋向前方,X线机曝光产生X线时，散射光子将充满整个检查室,知识拓展：诊断放射学中的康普顿效应,不利面照片产生灰雾，降低影像质量增加防护难度在X线摄影过程中，特别是高
5、千伏摄影时，为减少散射线对图像质量的影响，必须使用滤线栅,四、电子对效应,（一）电子对效应：如果入射X线光子能量大于等于1.02MeV，在与物质原子的原子核发生相互作用时，X线光子突然消失，同时转化为一对正、负电子 能质转换的典型,作用位置：原子核条件：X光子能量h1.02MeV(在诊断X线能量范围内不可能发生),四、电子对效应,（二）湮灭辐射,慢化的正电子在停止前的一瞬间与物质中的自由电子结合，随即向相反方向射出两个能量各为0.51MeV的光子 质能转换的典型,五、相干散射,射线与物质相互作用而发生干涉的散射过程，在低能射线范围内以瑞利散射为主瑞利散射：入射光子被原子内壳层电子吸收并激发到外
6、层高能级上，随即又跃迁回原能级，同时放出一个能量与入射光子相同，传播方向发生改变的散射光子不产生电离相干散射的发生几率与物质原子序数成正比，并随光子能量的增大而急剧地减少在整个诊断X线能量范围内都有相干散射发生,六、光核作用,一个光子从原子核内击出数量不等的中子、质子和光子的过程条件：光子能量大于该物质发生核反应的阈能(在诊断X线能量范围内不可能发生)可产生中子和放射性核素,知识拓展：X线引发效应总结,Z和hv与三种基本作用的关系,光电效应的优势区间：低能光子、高原子序数物质康普顿效应的优势区间：0.84MeV光子电子对效应的优势区间：高能光子在20100keV诊断X能量范围内，只有光电效应和康普顿效应，电子对效应不可能发生,知识拓展：诊断放射中各种基本作用发生的几率,低管电压、高原子序数 (阳性造影剂)以光电效应为主高管电压、低原子序数以康普顿效应为主,射线在医学中的应用基础是射线与组织的相互作用，在诊断X射线能量范围内，光电效应、康普顿效应所占的比例最大。光电效应是一种全吸收效应，入射光子的能量完全被组织吸收，因此不产生散射线，对于低对比度组织成像，提高光电效应发生几率可以提高影像对比度分辨率，但会增加软组织对射线的能量吸收。康普顿效应是一种散射效应，在高千伏摄影及胸腹部X线摄影时必须使用滤线栅以消除散射线对影像质量的影响,小结,
