X(或γ)射線在物質(zhì)中衰減

1、放射物理與防護(hù)放射物理與防護(hù)放射物理與防護(hù) 彭文獻(xiàn)彭文獻(xiàn)第五章 X（或）射線在物質(zhì)中的衰減學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握連續(xù)X射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律及影響X射線在人體中衰減吸收的主要因素。2、熟悉窄束X線及寬束X線的概念及其在介 質(zhì)中的衰變規(guī)律。3、了解X線在介質(zhì)中的衰減規(guī)律，解釋X線 在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。概述1、射線強(qiáng)度衰減的平方反比法則、射線強(qiáng)度衰減的平方反比法則 以點(diǎn)源為球以點(diǎn)源為球心，半徑不同的各球面上的射線強(qiáng)度，與距離心，半徑不同的各球面上的射線強(qiáng)度，與距離（即半徑）的平方成反比距離增加一倍（即半徑）的平方成反比距離增加一倍,射線強(qiáng)度射線強(qiáng)度將衰減為原來的將衰減為原來的1/4。衰減：當(dāng)射線通

2、過物質(zhì)時(shí)，由于射線光子衰減：當(dāng)射線通過物質(zhì)時(shí)，由于射線光子與物質(zhì)原子發(fā)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和與物質(zhì)原子發(fā)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)等一系列作用，致使出射方向電子對(duì)效應(yīng)等一系列作用，致使出射方向上的射線強(qiáng)度衰減，這一衰減稱為物質(zhì)所上的射線強(qiáng)度衰減，這一衰減稱為物質(zhì)所致的衰減。致的衰減。一、窄束X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律第一節(jié)第一節(jié) 單能單能X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律 X X射線在穿過物質(zhì)時(shí)其強(qiáng)度呈指數(shù)關(guān)系衰減，其衰減率為射線在穿過物質(zhì)時(shí)其強(qiáng)度呈指數(shù)關(guān)系衰減，其衰減率為X X線在其傳播行程中物質(zhì)吸收系數(shù)的線性分值。線在其傳播行程中物質(zhì)吸收系數(shù)的線性分值。 I Iouto

3、ut=I=Iin in e e- -l l 組織衰減系數(shù)（決定于原子序數(shù)和電子密度）組織衰減系數(shù)（決定于原子序數(shù)和電子密度） 二、寬束X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律寬束寬束X X線線 ： 是含有散射線成分的是含有散射線成分的X X射線束射線束。第二節(jié)第二節(jié) 連續(xù)連續(xù)X X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律一、連續(xù)一、連續(xù)X射線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn)射線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 連續(xù)連續(xù)X X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律一、連續(xù)一、連續(xù)X射線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn)射線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn)n21IIIIxxxeIeIeIIn210n0201nx理論上，連續(xù)能譜窄束X線的衰減可由下式

4、描述： 表示各種能量X線的線性衰減數(shù)； 表示各種能量X線束的入射強(qiáng)度， 表示射線通過的厚度。01I二、影響X射線衰減的因素v入射光子的能量越大，入射光子的能量越大，X X線的穿透就越強(qiáng)。線的穿透就越強(qiáng)。v射線能量越高，衰減越少。射線能量越高，衰減越少。1 1、 射線性質(zhì)對(duì)衰減的影響射線性質(zhì)對(duì)衰減的影響2 2、物質(zhì)原子序數(shù)對(duì)衰減的影響、物質(zhì)原子序數(shù)對(duì)衰減的影響3 3、物質(zhì)密度對(duì)衰減的影響、物質(zhì)密度對(duì)衰減的影響4 4、每克電子數(shù)對(duì)衰減的影響、每克電子數(shù)對(duì)衰減的影響三、X射線的濾過v低能光子對(duì)檢查者皮膚和表淺組織的傷害低能光子對(duì)檢查者皮膚和表淺組織的傷害。v過濾，在過濾，在X X射線管出口放置一定均

5、勻厚度的射線管出口放置一定均勻厚度的金屬，預(yù)先把金屬，預(yù)先把X X射線束中的低能成分吸收掉射線束中的低能成分吸收掉, ,將將X X射線的平均能量提高射線的平均能量提高, ,這種過程稱為過這種過程稱為過濾濾濾過板濾過板 所用的金屬片。所用的金屬片。（一）固有過濾（一）固有過濾v X X射線管組裝體本射線管組裝體本身的過濾叫固有身的過濾叫固有過濾。過濾。v 包括包括X X線管的玻璃線管的玻璃管壁、絕緣油、管壁、絕緣油、管套上的窗口和管套上的窗口和不可拆卸的濾過不可拆卸的濾過板。板。v 用鋁當(dāng)量表示（用鋁當(dāng)量表示（mm Almm Al）一般診）一般診斷斷X X線機(jī)的固有濾線機(jī)的固有濾過在過在0.50

6、.52 mm 2 mm AlAl（二）附加濾過（二）附加濾過1 1、用工具可拆卸的附加過濾板、用工具可拆卸的附加過濾板2 2、可選擇的附加過濾板、可選擇的附加過濾板3 3、遮光器中的反光鏡、遮光器中的反光鏡4 4、有機(jī)玻璃窗的過濾、有機(jī)玻璃窗的過濾（1）過濾板的選擇v鋁鋁 13 13 對(duì)低能射線是很好的過濾物質(zhì)對(duì)低能射線是很好的過濾物質(zhì)v銅銅 29 29 對(duì)高能射線是很好的過濾物質(zhì)對(duì)高能射線是很好的過濾物質(zhì) 銅與鋁共用，銅在上，鋁在下。銅與鋁共用，銅在上，鋁在下。（2）過濾板的厚度v過濾板的厚度增加，低能射過濾板的厚度增加，低能射線迅速衰減，但高能射線衰線迅速衰減，但高能射線衰減緩慢。減緩慢。

7、（3）過濾板厚度對(duì)受照劑量的影響濾板厚度（mmAl） 皮膚照射量（Ckg1） 照射量下降百分?jǐn)?shù)（）06.1410-4（2380mR）00.54.7810-4（1850mR）221.03.2810-4（1270mR）473.01.2010-4（465mR）80表5-3 濾過板厚度對(duì)照射量的影響（60kV，100mA）（4 4）過濾與投照時(shí)間）過濾與投照時(shí)間v適當(dāng)增加照射時(shí)間適當(dāng)增加照射時(shí)間v高千伏、厚濾過攝影高千伏、厚濾過攝影 時(shí)間延長時(shí)間延長了，但受照射劑量卻大幅降低。了，但受照射劑量卻大幅降低。第三節(jié)第三節(jié) 醫(yī)學(xué)放射學(xué)中醫(yī)學(xué)放射學(xué)中X X射線的衰減射線的衰減診斷放射學(xué)中診斷放射學(xué)中X X線的

8、衰減線的衰減一、人體的構(gòu)成元素和組織密度一、人體的構(gòu)成元素和組織密度 人體骨骼由膠體蛋白和鈣質(zhì)組成，其中鈣質(zhì)占5060鈣質(zhì)中Ca3(PO4)2占85；CaCO3占10；Mg3(PO4)2占5；軟組織內(nèi)水占75，蛋白質(zhì)、脂肪及碳水化合物占23，其余2是K、Na、Cl、Fe等元素。管電壓（kV）脂肪肌肉骨400.33931020.40121022.4434102500.26531020.29331021.4179102600.21961020.24551020.9677102700.20091020.22131020.7342102800.19051020.20761020.6047102900.

9、18321020.19941020.54081021000.18011020.19421020.48651021100.17741020.19061020.45301021200.17551020.18821020.42981021300.17421020.18641020.41321021400.17321020.18521020.40101021500.17241020.18421020.3918102表5-4 人體不同組織的線衰減系數(shù)（m-1）vX X射線影像是人體的不同組織對(duì)射線不同衰射線影像是人體的不同組織對(duì)射線不同衰減的結(jié)果。減的結(jié)果。vX X射線透過，膠片呈黑色。射線透過，膠片呈黑色。vX X射線被吸收，膠片呈白色。射線被吸收，膠片呈白色。v人體吸收人體吸收X X射線最多的是門牙。射線最多的是門牙。v吸收吸收X X射線最少的是充滿氣體的肺。射線最少的是充滿氣體的肺。第四節(jié)第四節(jié) X X射線的臨床應(yīng)用射線的臨床應(yīng)用一、常規(guī)一、常規(guī)X線攝影技術(shù)線攝影技術(shù)（一）傳統(tǒng)膠片（一）傳統(tǒng)膠片X射線攝影射線攝影（二）數(shù)字化（二）數(shù)字化X射線成像技術(shù)射線成像技術(shù)二、介入放射技術(shù)二、介入放射