X射線的產(chǎn)生與劑量

第2章X射線的產(chǎn)生與劑量目前一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)概述X射線的發(fā)現(xiàn)1876年，物理學(xué)家希托夫觀察到真空管中的陰極發(fā)出的射線。當(dāng)這些射線遇到玻璃管壁會產(chǎn)生熒光。這種射線被命名為"陰極射線"隨后，英國物理學(xué)家克魯克斯研究稀有氣體里的能量釋放，并且制造了克魯克斯管。這是一種玻璃真空管，內(nèi)有可以產(chǎn)生高電壓的電極。他還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將未曝光的相片底片靠近這種管時，一些部分被感光了，但是他沒有繼續(xù)研究這一現(xiàn)象。

目前二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1887年4月，尼古拉·特斯拉開始使用自己設(shè)計(jì)的高電壓真空管與克魯克斯管研究X光。他發(fā)明了單電極X光管，在其中電子穿過物質(zhì)，發(fā)生了現(xiàn)在叫做韌致輻射的效應(yīng)，生成高能X光射線。1892年特斯拉完成了這些實(shí)驗(yàn)，但是他并沒有使用X光這個名字，而只是籠統(tǒng)稱為放射能。他繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并提醒科學(xué)界注意陰極射線對生物體的危害性，但他沒有公開自己的實(shí)驗(yàn)成果。目前三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1892年赫茲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提出陰極射線可以穿透非常薄的金屬箔。赫茲的學(xué)生倫納德進(jìn)一步研究這一效應(yīng)，對很多金屬進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。亥姆霍茲則對光的電磁本性進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)。目前四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1895年11月8日德國科學(xué)家倫琴開始進(jìn)行陰極射線的研究。發(fā)現(xiàn)過程：倫琴也選用了克魯克斯管重新進(jìn)行陰極射線實(shí)驗(yàn)，目的是為了準(zhǔn)確觀察陰極射線的熒光作用。目前五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1895年12月28日他完成了初步的實(shí)驗(yàn)報(bào)告“一種新的射線”。他把這項(xiàng)成果發(fā)布在維爾茨堡‘sPhysical-MedicalSociety雜志上。為了表明這是一種新的射線，倫琴采用表示未知數(shù)的X來命名。很多科學(xué)家主張命名為倫琴射線，倫琴自己堅(jiān)決反對，但是這一名稱仍然有人使用。1901年倫琴獲得第一個諾貝爾物理學(xué)獎。目前六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)WilhemConradRoentgenAnnaBerthaRoentgen(1845-1923)(1839-1919)Roentgen'sRays目前七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)RadiographofthehandACrookestubeofMrs.RoentgenRoentgen'sRays目前八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1895年愛迪生研究了材料在X光照射下發(fā)出熒光的能力，發(fā)現(xiàn)鎢酸鈣最為明顯。1896年3月愛迪生發(fā)明了熒光觀察管，后來被用于醫(yī)用X光的檢驗(yàn)。1906年物理學(xué)家貝克勒耳發(fā)現(xiàn)X射線能夠被氣體散射，并且每一種元素有其特征X譜線。他因此獲得了1917年諾貝爾物理學(xué)獎。目前九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后僅僅幾個月時間內(nèi)，它就被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像。1896年2月，蘇格蘭醫(yī)生約翰·麥金泰爾在格拉斯哥皇家醫(yī)院設(shè)立了世界上第一個放射科。目前十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)早期的X線影像診斷目前十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)電離輻射的基本知識電離與電離輻射電離定義將電子從基態(tài)激發(fā)到脫離原子，叫做電離。由帶電粒子與原子中的電子碰撞引起(直接電離）。不帶電的粒子（中子，光子）在引起核轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生出新的高能粒子,再由高能粒子與原子中的電子碰撞引起（間接電離）。目前十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)電離輻射電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱，其種類很多，高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質(zhì)子，不帶電粒子有中子以及X射線、γ射線。X射線和γ射線的性質(zhì)大致相同，把它們統(tǒng)稱為光子。目前十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X線的實(shí)質(zhì)一種高能光子束，具有波動性與粒子性。X線就是由于靶物質(zhì)受到高能運(yùn)動的粒子轟擊而發(fā)出的電磁波。目前十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)一種看不見的，高穿透性的電磁波，波長比可見光短。-8-11X光的波長范圍約為10m至10m;16相應(yīng)的頻率范圍約為3×10Hz至193×10Hz。-8-9醫(yī)用診斷X線的波長范圍約為10m至10m。X線特性目前十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)電磁波譜目前十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)能量單位電子伏特eV.

表示輻射能量單位普通用eV，即相當(dāng)于１個電子在真空中通過電位差為１伏特的電場被加速所獲得的動能。-12１ev=1.602*10爾格（evg）目前十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)“醫(yī)用X線”——

由X射線管產(chǎn)生，且光子能量一般處于15~150keV（波長相應(yīng)為0.008~0.08nm）范圍的X射線。目前十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.1X射線管圖2-1X線球管結(jié)構(gòu)示意圖目前十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X射線管四要素1、能發(fā)射電子的電子源2、能加速電子的電場3、能輻射X射線的靶物質(zhì)4、一個真空的環(huán)境目前二十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X線在稱為X線管的高真空玻璃球管中產(chǎn)生。球管中有兩個電極：一個由鉑、鎢或其它高熔點(diǎn)的重金屬制成的陽極和一個陰極。陰極端鎢制燈絲通低電壓，燈絲加熱發(fā)射自由電子。當(dāng)在兩個電極之間加上高壓，從陰極到陽極的電子流（陰極射線）被加速，自由電子群在電場作用下高速向陽極端鎢靶面運(yùn)動，并撞擊靶面，在撞擊陽極時產(chǎn)生X光（X線）。目前二十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)AnX-raytubewitharotatinganode目前二十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)ThestructureofaX-raytube1）陰極（陰極體，燈絲，用于發(fā)射電子）2）陽極：受電子轟擊，產(chǎn)生輻射X線3）電位差：加速電子，增加功能4）真空（近似）球管：減少電子能量損耗，保護(hù)燈絲不氧化目前二十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)圖2-5燈絲目前二十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)ThestructureofaX-raytube

1.X射線管的陰極陰極：燈絲發(fā)射電子陰極體：聚焦電子路線，凹面體，二次電子防護(hù)。二次電子：從過熱陽極發(fā)射的從陽極反射回來的可使：燈絲斷裂玻殼破裂（可有陽極罩）目前二十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)ThestructureofaX-raytube

聚焦：1）電子流電子互斥，可能發(fā)散2）鉬制凹面體，接負(fù)電，排斥電子3）燈絲的位置與凹面體的相對位置對電子聚焦的影響很大目前二十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X射線管的結(jié)構(gòu)目前二十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.X射線管的陽極固定式：由Z（原子序數(shù)）大，耐高溫的鎢，鉬形成，嵌在銅制陽極體上。散熱旋轉(zhuǎn)式：圓盤狀，小電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)動（2800-8500轉(zhuǎn)/分）易散熱，可做大功率的管子。

目前二十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)3、X線管的電特性目前二十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1）V超過臨界值時，I一定，所以發(fā)射電子均已被吸到陽極。（電壓飽和）2）V小于臨界值后更小時，一定時候I不隨燈絲電流i變化，燈絲發(fā)射的電子不能全到陽極，形成空間電荷，反而阻止電子前行。（溫度飽和）X線管的電特性目前三十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.2管電壓的產(chǎn)生與控制目前三十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1、高電壓的產(chǎn)生(１)高壓變壓器

①鐵芯多采用閉合式的導(dǎo)磁體。

②它的初級繞組通過的電流強(qiáng)度很大?？蛇_(dá)百余安培，但其電壓不高。

③次級繞組高壓變壓器次級通過的電流強(qiáng)度較小，電壓很高，其總匝數(shù)在數(shù)萬到數(shù)十萬之間。④次級繞組的中心接地。這樣可使高壓變壓器的絕緣要求降低一半。目前三十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2、高壓整流器高壓整流器是一種將高壓變壓器次級輸出的交流電整流成脈動直流電的電子元件。一般有兩種：

①高壓真空整流管。

②高壓硅整流器。常稱高壓硅堆。它具有體積小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性高、壽命長、性能穩(wěn)定、壓降小、無需燈絲加熱等優(yōu)點(diǎn)。高壓真空整流管目前三十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)3、高壓絕緣電纜

在中、大型Ｘ線機(jī)中，高壓發(fā)生器和Ｘ線管是分離部件，兩者之間通過2根特制的導(dǎo)線連接在一起，這種輸送高壓的導(dǎo)線稱為高壓絕緣電纜。

按芯線分布位置可分成同軸和非同軸2種。目前三十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)4、高壓初級電路

高壓初級電路是向高壓變壓器供電的，這部分主要解決3個問題：高壓調(diào)節(jié)、高壓控制和高壓指示。

目前三十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)5、燈絲變壓器

Ｘ線管的燈絲電流的電流強(qiáng)度一般為４～８Ａ，燈絲電壓為５～２０Ｖ，故燈絲變壓器為100～300Ｗ的降壓變壓器。Ｘ線管燈絲變壓器的初級輸入電壓在小型機(jī)中多直接由自耦變壓器供給，而中型以上還需經(jīng)過磁飽和穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，初級電壓多為２２０Ｖ

。主要特點(diǎn)是其次級繞組與高壓變壓器次級的一端相連，在工作時帶有高電位，因此初、次級線圈間應(yīng)具有良好的絕緣。目前三十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X光機(jī)控制電路目前三十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.3X射線產(chǎn)生的物理機(jī)制

目前三十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)輻射韌致輻射：產(chǎn)生連續(xù)頻率譜的X線。標(biāo)識輻射：產(chǎn)生X線譜的標(biāo)識峰。2.3.1X射線的能量譜目前三十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)一、軔致輻射當(dāng)能量為eV的電子與靶的原子整體碰撞時，電子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式輻射出去，每碰撞一次，產(chǎn)生一個能量為hυ的光子，即“軔致輻射”。定義：高能入射電子通過陽極原子核附近，受到原子核引力場的作用會降低速度并改變方向，入射電子損失的能量以電磁輻射的形式釋放。這種形式產(chǎn)生的輻射稱為“軔致輻射”或“制動輻射”。目前四十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)軔致輻射目前四十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)軔致輻射的發(fā)生高速電子與靶原子作用：運(yùn)動速度大小方向變化突然：釋放電磁波，損失能量E=hυ

υ電磁波的頻率,頻率高，能量大。

υ=E/hh普朗克常數(shù)=6.62610-34Js（焦?fàn)?秒）

目前四十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)軔致輻射能量當(dāng)用X射線管產(chǎn)生X射線時，X射線光子的能量取決于管電壓V的大小，有如下關(guān)系：hυmax=eVυmax電磁波最大頻率，V-管電壓e-電子電荷，1e=1.60217733×10^-19CX線的波長為：λmin=c/υmax=hc/eVc-光速，c=299792458m/s最小波長只與管電壓有關(guān)。目前四十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)軔致輻射產(chǎn)生連續(xù)頻率的原因由于極大數(shù)量的電子射到陽極上的時間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續(xù)的各種波長，形成連續(xù)X射線譜。主要是高速電子與靶原子作用時1）電子速度在作用過程中由大到小連續(xù)改變。2）電子與靶作用的深度不同。3）電子與靶作用的位置不同，方向不同。目前四十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)軔致輻射X線的能譜目前四十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)上圖的特點(diǎn)1）連續(xù)變化2）有一個峰值（各個線條）3）各個波形在橫軸右向無限伸展，另一邊有一個波長的最小值。4）V變大，X線強(qiáng)度變大，峰值向左移動。目前四十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)為什么用鎢靶Z大（Z＝74），高能的X線熔點(diǎn)高導(dǎo)熱性好易于加工目前四十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)二、標(biāo)識輻射

標(biāo)識輻射（Characteristicradiation）是高能電子與陽極物質(zhì)殼層電子作用的結(jié)果。目前四十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)原子結(jié)構(gòu)示意圖目前四十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)標(biāo)識輻射的起因如果轟擊陽極的電子能量大于陽極原子外殼層電子的結(jié)合能，則可能使殼層電子脫離原子的束縛成為自由電子。

陽極原子電離后留出的空位由較高能級上的電子來填充。較高能級上的殼層電子躍遷至較低的能級時，會以電磁輻射的形式釋放能量。產(chǎn)生標(biāo)識X射線。目前五十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)因發(fā)現(xiàn)元素的次級X射線標(biāo)識譜，巴克拉（CharlesGloverBarkla1877~1944）獲得了1917年度諾貝爾物理學(xué)獎。RelatedNobelPrize目前五十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)標(biāo)識輻射目前五十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)

標(biāo)識輻射發(fā)生的條件

標(biāo)識輻射也稱為特征輻射，能夠表征化學(xué)元素的性質(zhì)。

標(biāo)識輻射發(fā)生的前提是入射電子的動能大于陽極原子中殼層電子的結(jié)合能，而輻射光子的能量則僅僅取決于陽極原子的電子能級之差。由于原子核外電子殼層的能級取決于元素的原子序數(shù)，所以標(biāo)識輻射能夠表征作為陽極材料的化學(xué)元素的性質(zhì)。目前五十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)標(biāo)識輻射當(dāng)K電子被打出K層時，如L層電子來填充K空位時，則產(chǎn)生Kα輻射。此X射線的能量為電子躍遷前后兩能級的能量差，即目前五十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)同樣當(dāng)K空位被M層電子填充時，則產(chǎn)生Kβ輻射。M能級與K能級之差大于L能級與K能級之差，即一個Kβ光子的能量大于一個Kα光子的能量；但因L→K層躍遷的幾率比M→K遷附幾率大，故Kα輻射強(qiáng)度比Kβ輻射強(qiáng)度大五倍左右。顯然，當(dāng)L層電子填充K層后，原子由K激發(fā)狀態(tài)變成L激發(fā)狀態(tài)，此時更外層如M、N……層的電子將填充L層空位，產(chǎn)生L系輻射。因此，當(dāng)原子受到K激發(fā)時，除產(chǎn)生K系輻射外，還將伴生L、M……等系的輻射。標(biāo)識輻射目前五十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)圖3-7鉬元素的標(biāo)識輻射譜。

其中L2譜線與L1譜線重疊

目前五十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)圖3-8鎢元素的標(biāo)識輻射譜

目前五十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1）波長與靶材料密切相關(guān)。僅決定于材料，與X線其他因素?zé)o關(guān)。2）每種元素材料的標(biāo)識X線波長固定不變。（靶原子內(nèi)部能級固定）3）強(qiáng)度極大，波長范圍小，尖峰，可得“單色”X線，用于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析。標(biāo)識X線的特點(diǎn)目前五十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)標(biāo)識X線的特點(diǎn)4）K、L、M系均可產(chǎn)生，但K系最強(qiáng)，其它可忽略（管壁吸收）。K系X標(biāo)識射線強(qiáng)度由下式定：K是常數(shù)（實(shí)驗(yàn)決定，經(jīng)驗(yàn)），i為管電流，n也是經(jīng)驗(yàn)常數(shù)（1.5～1.7）U管電壓（KV），Uk表示K系輻射的最低激發(fā)電壓（KV）。目前五十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)不同管電壓下輻射X線的比例目前六十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)

需要強(qiáng)調(diào)的是，不僅高能電子的轟擊可以引發(fā)標(biāo)識輻射，原子在受到能量足夠高的其它類型射線(如X射線、射線等電離輻射)轟擊時，同樣能夠產(chǎn)生標(biāo)識輻射。標(biāo)識輻射目前六十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)小結(jié)連續(xù)譜高速運(yùn)動的粒子能量轉(zhuǎn)換成電磁波譜圖特征:強(qiáng)度隨波長連續(xù)變化是醫(yī)學(xué)采用的特征譜高能級電子回跳到低能級多余能量轉(zhuǎn)換成電磁波僅在特定波長處有特別強(qiáng)的強(qiáng)度峰元素分析，用未知元素的特征X射線譜線波長與已知的元素波長相比較，可以確定它是何元素目前六十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.3.2X射線管的效率目前六十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X射線管的效率管電壓越高，X射線管的效率越高。

靶材料的原子序數(shù)Z越高，X射線管的效率越高。但即使使用原子序數(shù)大的鎢靶，在管壓高達(dá)100kv的情況下，X射線管的效率也僅有1﹪左右，99％的能量都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｄ壳傲捻揬總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)軔致輻射發(fā)生的效率

X線球管的效率定義為X線能量與入射高能電子能量之比，可以用下式近似估計(jì)：Pe=VI;Pr=0.9V2IZ10-9效率=Pr/Pe=0.9VZ10-9鎢（Z=74）陽極當(dāng)管電壓為100kV時效率只有0.67%；鉬（Z=42）陽極當(dāng)管電壓為40kV時效率不到0.15%。目前六十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X線發(fā)生的效率管電壓/KV熱/%X射線/%6099.60.420098.671.33400073.3626.64管電壓與X線球管的效率之間的關(guān)系（鎢陽極）目前六十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.3.3X射線的濾過X射線的衰減穿過某些物質(zhì)產(chǎn)生衰減稱為某些物質(zhì)對X射線的濾過。通過過濾可使X線變硬。鋁當(dāng)量：某種物質(zhì)對X射線的衰減換算為達(dá)到同樣衰減所需鋁材的厚度。目前六十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)典型X射線管存在的固有濾過固有濾過材料厚度（mm）鋁當(dāng)量（mm）玻璃外殼1.40.78絕緣油2.360.07出口窗1.020.05目前六十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)Fig.3-9XRayemissionspectra

V=100KV鎢靶1.0,2.0,3.0mm

通過增加附加過濾鋁板的厚度，使波形向高能量端移動。目前六十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X射線的量與質(zhì)X射線的硬度決定于每個光子具有能量的大小，與光子的數(shù)目無關(guān)。X線名稱最短波長（埃）管電壓（千伏）用途濾過板極軟X線2.5-0.625－20軟組織攝影膠紙板軟X線0.62-0.1220－100透視與攝影鋁片硬X線0.12-0.05100－250較深組織治療銅片超硬X線<0.05>250深層組織治療錫，鉛目前七十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)注意一個常識臨床上一般采用管電流的毫安數(shù)來代表X線的強(qiáng)度。（管電壓固定時，量）一般采用管電壓，代表X線的能量（質(zhì)）目前七十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.4、X射線管的焦點(diǎn)與額定參數(shù)目前七十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1、X射線管的焦點(diǎn)目前七十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)實(shí)際焦點(diǎn)：電子撞擊陽極靶時的焦點(diǎn)。有效焦點(diǎn)：實(shí)際焦點(diǎn)在X射線主射出方向的投影。a=Asinθ

（θ

=6~19度）X射線管的焦點(diǎn)目前七十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)線光源與半影目前七十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)1）P-半影，會使邊緣模糊不清2）為減小P，除了減小S外，還要減小d3）為減小P，也可在人體與膠片之間放置準(zhǔn)直器。線光源與半影目前七十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)焦點(diǎn)大小對成像的影響有效焦點(diǎn)越小，成像越清晰實(shí)際焦點(diǎn)：大，利于散熱，清晰度下降。小，圖像清晰，但溫度上升，功率太小?？捎秒p燈絲用于不同需要。小燈絲用于精細(xì)成像。目前七十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)足跟效應(yīng)從靶體一定深度射出的X射線，越是貼近陽極側(cè)，衰減越甚。陽極AB目前七十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)線光源的X光強(qiáng)度分布

對成像質(zhì)量的影響雙峰分布是最差的矩形分布是一般的高斯分布是最好的目前七十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2、X射線管的額定參數(shù)一、最大管電壓二、燈絲電流三、X射線管的熱容量影響熱容量的因素：1、實(shí)際焦點(diǎn)大小2、管電壓3、管電流4、使用時間5、陽極構(gòu)造材料，散熱措施增大熱容量的方法：旋轉(zhuǎn)陽極目前八十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)圖2-3AnX-raytubewitharotatinganode目前八十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)DamagedtargetsA)bylackofrotationB)byslowrotationandexcessiveloadingC)byslowrotation目前八十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)熱單位數(shù)熱單位數(shù)HuHu=V*I*TV-KV最大管電壓；I-mA（有效值）；T-最大曝光工作時間（S）1Hu=1JHu=1.35VIT（三相電壓時對熱單位數(shù)的估值）也可用電功率表示：P=IV—（估值）目前八十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)X線焦點(diǎn)與最大功率的關(guān)系焦點(diǎn)大小/mm2熱容量/KW1.2~1.580~1200.8~1.050~800.5~0.840~600.3~0.510~30〈0.31~10〈0.1〈1目前八十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2.5X射線的劑量1、流量、通量與強(qiáng)度光子流量：穿過單位面積A的光子總數(shù)N

Ф=N/A光子通量：流量在時間上的變化速率ф=Ф/t=N/(A*t)能量流量Ψ：Ψ=ФE=NE/A射線強(qiáng)度I：I=ψ=

фE（單位：keV/(m2*S)）

m

粒子能量不同時：I=ψ=

фE=фΣfiEi

i=1目前八十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)2、照射量與吸收劑量照射量定義：在標(biāo)準(zhǔn)溫度和氣壓下（STP：Standardtemperatureandpressure

0OC,760mmHg），1Kg空氣中產(chǎn)生2.58×10-4C靜電荷所需要的X射線或γ射線的能量。單位：倫琴目前八十六頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)吸收劑量它描述每單位被照介質(zhì)吸收的平均輻射能量D=dE/dm（E能量J，m質(zhì)量Kg）單位為Gy（戈瑞）或rad（拉德)1Gy=1J/kg（焦耳/千克）描述1千克物質(zhì)吸收1焦耳能量時的輻射。1Gy=100radrad定義:1克被輻射物質(zhì)吸收100爾格（erg）射線能量為1rad。

1rad=100erg/g=0.01Gy目前八十七頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)3、不同輻射源生物效應(yīng)的比較傳能線密度：射線在組織之中穿過時，在單位長度徑跡上消耗的平均能量。LET（單位：J/m或KeV/μm）1KeV/μm=1.60210-10

J/m光子能量大，穿過軟組織快，LET小。（見表2.5）目前八十八頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)具有不同能量的電子在軟組織中的LET電子的能量/KeVLET10000.21000.3102.2112目前八十九頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)相對生物效能定義：X射線（250KeV）引起某種生物效應(yīng)所吸收劑量與所觀察輻射產(chǎn)生同樣效應(yīng)吸收劑量的比值。相對生物效能定義為：RBE=Dref/DtestDref是引起某種特定生物效應(yīng)需要的X射線（250KeV）的吸收劑量。Dtest是引起同樣生物效應(yīng)需要的其他輻射吸收劑量。目前九十頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)相對生物效能RBE劑量=吸收劑量RBE單位：希沃特（Sv）,雷姆（rem）1Sv=100rem=1Gy一般LET與RBE呈正相關(guān)關(guān)系。輻射源（射線）相對生物效能RBEγ、X射線、β粒子1熱中子3中能中子5~8

α粒子、快中子10重反沖核20目前九十一頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)計(jì)量當(dāng)量為更精確表述吸收劑量與生物效應(yīng)的關(guān)系，給吸收劑量乘一個與LET相關(guān)的因子，即這個因子反映吸收能量在組織中的分布。引入計(jì)量當(dāng)量（DE）。DE=DQF單位：希沃特（Sv）1Sv=100rem=1GyQF為品質(zhì)因子。目前九十二頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)平均LETQF<3.513.5~71~27~232~523~535~1053~17510~20水介質(zhì)中LET與QF關(guān)系目前九十三頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)輻射源QFγ、X射線、β粒子1熱中子5中能中子,質(zhì)子20

α粒子20重反沖核20QF越大，輻射的生物效應(yīng)越強(qiáng)典型輻射射線的QF目前九十四頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)例：一個人接受鈷60的γ射線4毫戈瑞(mGy)的平均吸收能量，又從帶有10MeV的中子里接受了0.1毫戈瑞(mGy),這個人總共承受的劑量當(dāng)量是：DE=Dγ×QFγ+Dn×QFn

=4×1+0.1×20=6mSv目前九十五頁\總數(shù)一百零五頁\編于十七點(diǎn)輻射權(quán)重因子和組織權(quán)重因子國際輻射防護(hù)