第二章放射物理基础（二）

第二章放射物理基础（二） 湘南学院医学影像系影像技术教研室

七、x线产生效率 x线管中产生的x线能与加速电子所消耗电能的比值。 η=K*Z*KV x线的产生效率不足1%，利用率不足10%。

八、x线强度空间分布 辐射强度空间分布（辐射场的角分布）取决于入射电子的能量、靶物质、靶厚度等因素。 1、厚靶物质x线强度的空间分布：阳极效应（足跟效应）

在x线管长轴方向上，110°处x线强度最大（阳极角为20°）在x线管长轴方向上，110°处x线强度最大（阳极角为20°）在x线管短轴方向上，分布对称。

放射工作中，注意阳极效应的影响，正确利用平衡照片密度。放射工作中，注意阳极效应的影响，正确利用平衡照片密度。（1）、肢体与胶片长轴平行，厚度大、密度高的部位置于阴极端；（2）、使用中心线附近强度较均匀的x线束摄影。

2、薄靶周围x线强度的空间分布 透射式薄靶--直线加速器

3、x线机周围剂量场的分布

第二节 x线与物质的相互作用 x线光子能量大，在一次作用中，就可以损失大部分或全部能量。与原子相互作用。可与某电子作用，形成高速电子和散射线，产生化学变化和生物损伤，还可产生轫致辐射。电离辐射（带电粒子和非带电粒子），初级电离，次级电离。激发。

x线的生物效应实际是次级电子所产生的生物效应。x线的生物效应实际是次级电子所产生的生物效应。

x线在物质中作用的结果可发生光子的吸收、弹性散射和非弹性散射。x线在物质中作用的结果可发生光子的吸收、弹性散射和非弹性散射。主要发生康普顿散射、光电效应和电子对效应损失能量。

一、光电效应 1、光电效应：也称光电吸收光子与内层电子相互作用，将全部能量交给电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚成为自由电子（光电子），而光子本身被原子吸收。外层电子跃迁，产生特征x线，特征x线离开原子前，击脱外层电子，称为俄歇电子。

光电效应实质是物质吸收x线使其产生电离过程，此过程产生的次级粒子有：光电效应实质是物质吸收x线使其产生电离过程，此过程产生的次级粒子有： ①负离子（光电子、俄歇电子）； ②正离子（丢失电子的原子）； ③特征辐射。

2、光电效应发生概率（3个因素） （1）物质原子序数Z的影响：与Z的四次方成正比；轨道电子与原子核结合得越紧密越容易发生光电效应。主要发生在K层电子（80%）。

（2）入射光子能量的影响： 入射光子能量必须大于或等于轨道电子结合能。光电效应发生概率与入射光子能量的三次方成反比。

（3）原子边界限吸收的影响： 吸收限；边界吸收。对防护材料的选取，复合材料的配方及阳性对比剂的制备等有意义。

3、光电效应中的特征辐射 与x线产生中的特征辐射意思完全一样。碘（32.3kv）和钡（37.4kv）产生的特征辐射能量较高，能穿透人体产生灰雾。人体产生的光电效应的特征辐射被组织全部吸收。

4、光电子的角分布 能量低呈90°射出的概率大，能量高则逐渐倾向前方。 5、诊断放射学中的光电效应 ①不产生散射线，减少胶片中的灰雾； ②增强人体不同组织的对比度 ③患者接受较多x线剂量。（高千伏摄影）

二、康普顿散射 1、康普顿效应（康普顿散射）射线光子能量被部分吸收而产生散射线的过程，也称康普顿-吴有训效应。产生反冲电子。康普顿-吴有训效应

2、康普顿效应发生概率 δm=c1*N0/A*Z*λ=c2/A*Z*λ （1）物质的原子序数

（2）入射光子能量：与入射x线波长成正比，即与入射光子能量成反比。（2）入射光子能量：与入射x线波长成正比，即与入射光子能量成反比。

3、反冲电子及散射光子 在康普顿散射中，散射光子保留了大部分能量。小角度的散射线保留了大部分能量，达到胶片产生灰雾减低照片的质量。

4、散射光子和反冲电子的角分布

5、诊断放射中的康普顿效应 防护问题；增加照片的灰雾，降低了对比度；受检者吸收辐射剂量较光电效应低。

三、电子对效应四、其他作用

五、在诊断放射中各种作用发生的概率 20~100KV诊断用x线能量范围内，只有光电效应和康普顿散射是重要的。

第三节 x线的衰减规律 一、距离引起的衰减平方反比法则。

二、物质引起的衰减规律 x线通过物质时，与构成物质的原子发生相互作用而产生光电效应、康普顿效应和相干散射等，由于散射和吸收使x线强度衰减，称物质所致的衰减。与吸收物质的性质和厚度有关，还取决于辐射自身的性质。进行x线摄影、透视、造影检查、CT检查和放射治疗及屏蔽防护设计的依据。

（一）单能窄束x线的衰减规律 1、单能窄束x线 2、衰减规律 I=I0*e-μd

（二）宽束x线的衰减规律 1、衰减规律 I=B*I0*e-μd 2、积累因子

（三）连续x线的衰减规律 1、衰减特点 x线管的激发电压与窗口处的滤过条件，是决定x线管所发射x线束线质的重要条件。

2、x线滤过 滤过。滤过板。（1）固有滤过：从x线管阳极靶面到不可拆卸的滤过板之间滤过的总和。包括x线管的管壁、绝缘油、管套上的窗口和不可拆卸的滤过板。用铝当量（mmAl）表示。一般在0.5~2mmAl

（2）附加滤过：x线离开窗口后，从不可拆卸的滤过板到被检体之间，包括用工具可拆卸的滤过板、选择滤过板、遮线器等滤过的总和。（2）附加滤过：x线离开窗口后，从不可拆卸的滤过板到被检体之间，包括用工具可拆卸的滤过板、选择滤过板、遮线器等滤过的总和。

①、材料的选择：铝和铜；特殊形状（楔形和双楔形）；复合滤过板。①、材料的选择：铝和铜；特殊形状（楔形和双楔形）；复合滤过板。 ②、厚度的选择。国际建议：工作电压小于50KV，总滤过0.5mmAl；电压50~70KV，总滤过1.5mmAl，电压大于70KV，总滤过2.5mmAl. 两者合称总滤过。

3) 滤过板厚度对被检者照射量的影响。 4）滤过对照射条件的影响 5）楔形或梯形滤过板

三、x线通过人体的衰减规律 x线影像是人体的不同组织对射线不同衰减的作用。 x线在人体中主要是以光电效应和康普顿散射两种作用形式衰减。 x线的穿透性与其波长有关，还与物质的性质、结构有关。不同组织对x线衰减的程度不同，形成了x线影像的对比度。

20kv时，以光电效应为主，骨的衰减系数为水的6倍，对比度好；20kv时，以光电效应为主，骨的衰减系数为水的6倍，对比度好； 100kv时，以康普顿效应为主，骨的衰减系数为水的1.6倍，对比度差。

四、影响x线衰减的因素 1、射线能量 20-100kv，x线与物质间的相互作用随入射光子能量的增加而减少，线性衰减系数随入射光子能量的增大而减少。

2、原子序数 光电衰减系数与Z4成正比，康普顿衰减系数与Z成正比。高原子序数物质，入射光子能量越大，不一定透射量增加。（边界吸收。铅：88kv，碘：33.2kv，钡：37.4kv。）

3、组织密度 x线衰减与组织密度ρ成正比。 4、克电子数

思考 1、在放射诊断x线能量范围内，x线与人体的相互作用主要是哪两种？其作用过程是？ 2、影响x线衰减的因素。

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