X射线在物质中的衰减

作者:体育博彩  来源:365体育  时间:2019-10-23 05:20  点击:

  X射线在物质中的衰减_物理_自然科学_专业资料。第四节 X射线在物质中的衰减 引起X射线在物质内传播过程中的强度减弱,包括传播过程中 扩散衰减和吸收衰减两方面 扩散衰减 对于均匀介质中的X射线源在空间各个方向辐射时,若不考 虑介质的吸收,与普

  第四节 X射线在物质中的衰减 引起X射线在物质内传播过程中的强度减弱,包括传播过程中 扩散衰减和吸收衰减两方面 扩散衰减 对于均匀介质中的X射线源在空间各个方向辐射时,若不考 虑介质的吸收,与普通点光源一样,在半径不同的球面上, X射线的减弱遵守反平方规律即: I1 r ? I2 r 吸收衰减 2 2 2 1 适用于 线的球面上X射线的强度。 X射线通过物质时,与物质发生相互作用过程中由于吸收 和散射导致入射方向X射线强度减少。 一、单能X射线. 衰减规律 单能窄束X射线在物质中的衰减规律可表示为 2. 半价层 I ? I0e ??x X射线强度衰减到其初始值一半时所需某种物质的衰减厚度 定义为半价层(half-value layer, HVL). HVL ? 0.693 3. 宽束X射线 ? 宽束X射线就是指含有散射线成分的X射线束。 线性衰减系数,不是一个常数,而是与吸收体的厚度,面积, 形状,探测器和吸收体间的距离以及光子的能量有关。 I ? BI 0 e ? ?x 1-34 是积累因子,描述了散射光子 对辐射衰减的影响 N Nn ? Ns Ns B? ? ? 1? Nn Nn Nn 1-35 Nn Ns 为物质中所考虑那一点的未经相互作用原射线光子 计数率; 为物质中所考虑那一点的散射线光子计数率; 物理意义:其大小反映了在考虑那一点散射光子对光子数的 贡献。对宽束而言B1,理想窄束条件下B=1. B近似计算: B ? 1? ? x 二、连续X射线. 连续X射线的衰减规律 一般情况下,X射线束是由能量连续分布的光子组成。当穿过 一定厚度的物质时,各能量成分衰减的情况并不一样,它不遵 守单一的指数衰减规律,因此连续X射线的衰减规律比单能X射 线复杂的多。理论上连续能谱窄束X射线的衰减可由下式描述 I ? I1 ? I 2 ? ? ? I n ? I 01e? ?1 x ? I 02 e? ?2 x ? ? ? I 0 n e? ?n x 式中,I1、I2、……In表示各种能量X射线n表示各种能量X射线 、…… ? n 表示各种能量X射线 x为吸收物质层的厚度。 2. 连续X射线在物质中的衰减特点 连续能谱的X射线束是能量从最小值到最大值之间的各种光 子组成的混合线束,当连续X射线通过物质层时,其量和质 都变化。 连续能谱X射线随吸收物质厚度的变化 特点:X射线的强度降低; X射线的平均能量提高; X射线 能谱的宽度变窄;特征X射线没有变化。 管电压和虑过是决定X射线. 决定X射线穿过物体时衰减程度的因素: ① X射线本身的性质 一般地讲,入射光子的能量越大,X射线的穿透能力就越强; ② 物质的密度 吸收物质的密度对X射线的减弱影响是正比关系。 如物质密 度加倍,则它对X射线的衰减也要加倍。 ③ 原子序数 ④ 每千克物质含有的电子数 X射线的衰减与一定厚度内的电子数有关。每克电子数越多的 物质比电子数少的物质更容易衰减X射线。 三、X射线. X射线滤过 在X射线管出口放置一定均匀厚度的金属,预先把X射线 束中的低能成分吸收掉,将X射线的平均能量提高,这 种过程就是所谓滤过。 X射线的滤过分为固有滤过和附加滤过。 2. 固有滤过 固有滤过是指X射线机设备本身的滤过,即从X射线管阳极靶到 不可拆卸的滤过板之间滤过的总和,它包括X射线的管壁,绝缘 油层,管套上的窗口和不可拆卸的滤过板。一般用铝当量表示。 铝当量是指一定厚度的铝板与其他滤过材料相比较,对X 射线具有相同的衰减效果,则此铝板厚度就是该滤过材料 的铝当量。单位mm Al。 3. 附加滤过 X射线离开出线口后,从不可拆卸的滤过板(不包括它本身) 到诊视床面之间,包括用工具可拆卸的滤过板、附加滤过 板、遮光器等滤过的总和称为附加滤过。 固有滤过与附加滤过的总和称为总滤过。附加滤过使X射线 的强度减小,但提高了X射线的有效能量,线. 滤过板 理想滤过板 在X射线诊断中通常都用铝和铜作滤过板,铝对低能射线 是很好的滤过物质,铜对高能物质是很好的滤过物质。一 。 般诊断中都是单一铝板作滤过板。 铜不能单独作滤过板,经常和铝结合为复合滤过板( 包 括两层或更多层的不同物质)。 5. 连续X射线的线质 对单能X射线,其线质可以用X射线光子的能量或半价层 来表示。 一般情况下,不需严格的能谱分析时,连续X射线的线 质可用半价层,有效能量等来表示。 有效能量:如果一连续X射线的半价层与某单能X射线的 半价层相等,则可以认为他们等效,此时单能X射线的能 量称为连续X射线的有效能量。

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