2013下13年放射物理與防護(hù)

1、本次課內(nèi)容： X線的產(chǎn)生（ 第三章）一、X線的發(fā)現(xiàn)二、X線的本質(zhì)和特性三、X線產(chǎn)生的條件和裝置下次課內(nèi)容：X線射的質(zhì)和量（第三章）復(fù)習(xí)：1.高速電子束與特質(zhì)的作用2.特征性輻射與韌致輻射一、X線的發(fā)現(xiàn) X射線為德國(guó)物理學(xué)家琴倫于1985年11月8日“意外”發(fā)現(xiàn)，并隨之應(yīng)用于醫(yī)學(xué)攝影。1986年在蘇格蘭一家醫(yī)院成了第一個(gè)放射部門。擴(kuò)展閱讀：倫琴與愛(ài)迪生二、 X線本質(zhì)和特性一）X線本質(zhì) X線在本質(zhì)上屬電磁波。診斷用X線的波長(zhǎng)大約在0.50.001A的范圍中，相當(dāng)于光子能量為25Kev至1Mev。X線即具有粒子性又具波動(dòng)性。二）X線特性1、物理特性2、化學(xué)特性3、生物效應(yīng)1、物理特性：(a)穿透作用

2、:與X線成像和X-CT相關(guān) (b)熒光作用:與X線透視相關(guān) (c)熱作用：(d)電離作用:應(yīng)用于測(cè)定X線的劑量（e）激發(fā)作用2、化學(xué)特性：（f）感光作用：應(yīng)用于X線攝影（g）脫水作用（著色作用）：3、生物效應(yīng): 與防護(hù)相關(guān) 與治療相關(guān)特別注意：x線照射具有累加性質(zhì) 輻射的生物效應(yīng)1) 軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)2) 隨機(jī)性效應(yīng)和非隨機(jī)性效應(yīng)臨床癥狀表現(xiàn)在受照者后代身上臨床癥狀表現(xiàn)在受照者本人身上如：白內(nèi)障、皮膚的良性損傷、造血障礙、生育能力損害等軀體效應(yīng)如：軀體效應(yīng)中的癌癥和遺傳效應(yīng)9二、X射線產(chǎn)生的必備條件和裝置 1、電子源 2、高速電子流 3、合適的靶物質(zhì) 4、X線管 1.電子源 首要條件就是需要

3、有足夠數(shù)量的自由電子可以由燈絲加熱后提供2. 高速電子流 電子流需要加速以得到高動(dòng)能（如電子能量不夠，則轟擊靶物質(zhì)時(shí)不足以作用于其原子內(nèi)層電子，而只能激發(fā)外層電子引起較低能量輻射如可見(jiàn)光）-這點(diǎn)由強(qiáng)電場(chǎng)作用后實(shí)現(xiàn) 為了減少電子加速阻力和能量損失，通常需要使用真空管 3、適當(dāng)?shù)陌形镔|(zhì) 高原子序數(shù)靶物質(zhì)（產(chǎn)生X線波長(zhǎng)短，效率高），而且要熔點(diǎn)高-多使用鎢鈀 特殊用途時(shí)也可用鉬鈀。用鋁做靶物質(zhì)可不可以？4、X線管X線管能滿足這三個(gè)條件： 陰級(jí)燈絲加熱產(chǎn)生自由電子云； 管電壓提供電子強(qiáng)電場(chǎng) 管真空狀態(tài)消除電子加速阻力 陽(yáng)極鎢靶面與阻擋高速電子流從而生X線 X射線管示意圖（固定陽(yáng)極X射線管)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極技術(shù):

4、增大焦點(diǎn)面積，擴(kuò)大球管散熱面提高球管功率和壽命。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管的靶面旋轉(zhuǎn)速率有2700rpm、8500rpm，甚至16000rpm。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X射線管示意圖旋轉(zhuǎn)式陽(yáng)極式X線管Cu(Z=29)導(dǎo)熱性好，熔點(diǎn)1083C 而W的導(dǎo)熱性差。二者互補(bǔ)。銅Cu鎢W本次課內(nèi)容： X線質(zhì)和量（第三章） X線的生生效率（第三章）下次課內(nèi)容：X線與物質(zhì)的作用方式（第五、六、七節(jié)）復(fù)習(xí)：1、為什么使用鎢做陽(yáng)極靶材料？2、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極與固定陽(yáng)相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？X線質(zhì)和量 一、X線的能譜二、X線的量三、X線的質(zhì)一、X射線的能譜X線能譜的構(gòu)成為分兩大部分： 韌致輻射 標(biāo)識(shí)X線1、韌致輻射 能譜曲線形狀及“連續(xù)性”特征較

5、低管電壓下鎢的連續(xù)X射線譜22連續(xù)譜的特點(diǎn)： 強(qiáng)度隨波長(zhǎng)連續(xù)變化； 每條曲線都有一個(gè)峰值； 每曲線有一個(gè)短波長(zhǎng)極限 電壓，輻射強(qiáng)度， 最短波長(zhǎng)極限較低管電壓下鎢的連續(xù)X射線譜23最大光子能量為電子全部動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)：若U=100kV，則min=0.124 U=50kV，則min=0.248 表明min僅與管電壓U有關(guān)！ 與其他因素(如靶材料)無(wú)關(guān)！ 管電壓有峰值電壓Vp 一般用千伏值。說(shuō)明： 此式的另一作用：測(cè)定min及U，求h 2425鎢靶原子的特征輻射示意圖2、標(biāo)識(shí)能譜 原子中內(nèi)層電子躍遷所產(chǎn)生.需要指出：在X線產(chǎn)生中，特征X線很少部分診斷、治療中，主要是連續(xù)X線。 262. 標(biāo)識(shí)(特征)X

6、線譜特征譜線特點(diǎn)： 電壓到一定值(同 一材料),出現(xiàn)線狀譜 不同材料線狀譜形狀 和位置均不同(1). 物理過(guò)程二、X線量 定義：X線量指X線的輻射總量，即X線強(qiáng)度和曝光時(shí)間的乘積。思考X線強(qiáng)度（I）決定于哪些因素？ 強(qiáng)度決定于單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的光子數(shù)目，而光子數(shù)目決定于撞擊靶面的電子數(shù)目，即管電流（mA） 那么X總量，即X強(qiáng)度乘以曝光時(shí)間，即取決于管電流量和曝光時(shí)間，所以我們用二者的乘積來(lái)表示，單位為毫安秒（mAs）X線量的影響因素： 管電流; 曝光時(shí)間; 管電壓；靶原子序數(shù)；距離；濾過(guò)較低管電壓下鎢的連續(xù)X射線譜最強(qiáng)=1.50mean= 2.50三、 X線的質(zhì) 定義：指X線的穿透能力，臨床常用X線硬