第一节 X射线的产生 掌握：X射线强度和硬度的概、X射线谱及X射线产生的微观机制、短波极限公式的应用、 X射线的衰减规律及应用

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1 第一节 X射线的产生 掌握：X射线强度和硬度的概、X射线谱及X射线产生的微观机制、短波极限公式的应用、 X射线的衰减规律及应用 第十六章 X 射 线 熟悉： X射线的基本性质 了解：X射线机的基本组成部分、 X射线在医学上的应用

2 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 X射线是德国著名的物理学家伦琴在1895年做阴极射线实验时发现的。

3 第一节 X射线的产生 X射线发现后，当时以照X射线为时髦 X射线用于工业探伤 第十六章 X 射 线

4 第一节 X射线的产生 X射线在医学上的应用 第十六章 X 射 线

5 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 一、X射线的产生装置 1.产生X射线的方法
1.有高速运动的电子流 2.有适当的障碍物——靶

6 第一节 X射线的产生 第十六章 X 射 线 - + 阴极 阳极

7 第一节 X射线的产生 2.X射线产生装置 第十六章 X 射 线 X射线管 X射线产生装置 低压电源 高压电源 整流电路

8 第一节 X射线的产生 X射线管 第十六章 X 射 线 X射线 X射线 X射线 mA 低压电源 整流电路 高 压交流电 源

9 第一节 X射线的产生 第十六章 X 射 线

10 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 硬质玻璃管，封装有阴极和阳极 X射线管 给阴极供电，使其炽热而发射电子 低压电源 X射线产生装置
加在阴阳两极之间，使电子加速运动 高压电源 将高压交流电变成高压直流电，加在阴阳极间 整流电路

11 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 阴阳两极间所加的几十千伏到几百千伏的直流高压，叫做管电压
阴极发射的热电子在电场作用下高速奔向阳极，形成管电流 X射线管 低压电源 整流电路 mA 高 压交流电 源 管电压 管电流

12 第一节 X射线的产生 高速电子轰击阳极时，电子动能转变为X射线的能量不到1%，99%以上都转变为热，使阳极温度升高。因此，阳极靶要选用熔点高的物质，另外，发射X射线的光子总数和总能量与靶物质原子序数的平方呈正比。 第十六章 X 射 线 所以，一般情况下选钨和它的合金作为靶物质。有时也选钼。

13 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 3.实际焦点与有效焦点
电子流在靶面上的撞击面积称为实际焦点，大小与灯丝的形状有关（长灯丝形成大焦点，短灯丝形成小焦点） 实际焦点的投影面积叫做有效焦点

14 第一节 X射线的产生 第十六章 X 射 线 电子束 实际焦点S1 有效焦点S2

15 第一节 X射线的产生 焦点愈小，X射线透视或照相时在荧光屏或照相底片上所成的像愈清晰。一般诊断用的X射线管采用小焦点，而治疗用的X射线管采用大焦点。 第十六章 X 射 线 为降低阳极靶面的温度，大功率的X射线管多采用旋转阳极，使受撞击面积不断改变，将热量分散到较大的面积上。 电子束

16 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 二、X射线的强度和硬度 1.X射线的强度
X射线的强度(I)是指单位时间内通过与射线方向垂直的单位面积的辐射能量，单位W·m-2 Ni表示单位时间内通过与射线方向垂直的单位面积的能量为hvi的光子数 增加X射线强度的方法：

17 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 增加管电流，使单位时间内轰击阳极靶的高速电子数目增多，从而增加所产生的光子数目N
增加管电压，使每个光子的能量hv增加 通常用管电流的毫安数(mA）来间接表示X射强度大小,称为毫安率。而管电流的调节是通过调节灯丝电流的方法实现的 灯丝电流 电子数目 管电流 射线强度

18 第一节 X射线的产生 X射线通过任一截面积的总辐射能量不仅与管电流呈正比，还与照射时间成正比，因此X射线总的辐射能量用管电流的毫安数(mA)与辐射时间(s)的乘积表示。单位为mA·S 第十六章 X 射 线

19 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 2.X射线的硬度 X射线的硬度是指X射线的贯穿本领，它决定于X射线单个光子的能量。 射线硬度
光子能量 电子动能 管电压 在医学上通常用管电压的千伏数(KV)来表示X射线的硬度，称为千伏率，并通过调节管电压来控制X射线的硬度。

20 第十六章 X 射 线 第一节 X射线的产生 在医学上，根据用途把X射线按硬度分为四类 KV nm
名称 管电压 最短波长 主要用途 KV nm 极软X 软组织摄影表皮治疗 软 X 透视和摄影 硬 X 较深组织治疗 极硬X 250以上 以下 深部组织治疗

21 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 X射线管产生的X射线，包含各种不同的波长成分，将射线强度按照波长的顺序排列开来的图谱，称为X射线谱
标识谱 连续谱 0.02 0.108 0.128 0.147

22 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 一、连续X射线谱 1.产生机制
各个电子到靶原子核的距离不同,制动时速度变化不同,因此动能损失不同,转化为射线光子的能量不同,产生不同频率的射线,谱线连续 连续X射线的产生是轫致辐射 靶原子 电子流

23 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 2.连续谱特性 当管电压较低时，只出现连续X射线谱。在不同的管电压下连续谱的位置不同
50KV 相对强度 1 2 3 4 5 6 7 8 0.04 0.06 0.08 0.1 λ(nm) 1）管电压增加时各波长的强度都增大;2）每一谱线都有强度最大的波长（随管电压增大向短波方向移动） 短波极限 短波极限 短波极限 短波极限 40KV 30KV 20KV

24 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 3）每一谱线都有短波极限（随管电压增大向短波方向移动

25 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 二、标识X射线谱
对于钨靶，当管电压小于50KV时只出现连续谱，而当管电压高于70KV时，在0.02nm处出现4条标识谱。它的位置不随管电压的改变而移动，只和靶物质有关，是靶物质的标识，因此称为标识谱

26 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 钨标识谱 相对强度 0.01 0.02 0.03 0.04 λ(nm) 200KV 150KV

27 第二节 X射线谱 1.产生机制 第十六章 X 射 线 当高速电子将靶原子内层电子打出后，在内层出现空穴，外层电子跃迁来补充空穴，在跃迁过程中发出X射线光子，这样产生了标识谱

28 第二节 X射线谱 第十六章 X 射 线 M L 电子 K K线系 K线系

29 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 2.标识谱特性 1）形成线系 电子从不同能级到达同一壳层的空位时发出的谱线组成一个线系。 K线系
L线系

30 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 2）每个线系都有最短波长边界
最短波长边界为一个自由电子（近似认为最外层价电子）进入空位时发出的光子的波长。

31 第十六章 X 射 线 第二节 X射线谱 3）靶原子原子序数越高，对应的线系波长越短
医用X射线管发出的X射线，主要是连续X射线,标识X射线所占的分量很小。但是，标识X射线对认识原子的壳层结构和化学元素的分析都是非常有用的。

32 第十六章 X 射 线 第三节 X射线的基本性质 一、X射线的基本性质 X射线既是波长很短的电磁波，也是能量很大的光子流。有如下特性：
电离作用 荧光作用 光化学作用 生物效应 贯穿本领

33 第十六章 X 射 线 第三节 X射线的基本性质 二、X射线的衍射 d 反射X射线相干加强的条件为

34 第十六章 X 射 线 第四节 物质对X射线的衰减规律
当X射线通过物质时，一部分X射线被吸收，一部分被散射，使X射线在原来方向上强度衰减，这种现象称为物质对X射线的吸收。 第十六章 X 射 线 一、单色X射线的衰减规律 单色平行X射线束通过物质时，沿入射方向X射线强度的变化满足下式 线性衰减系数 线性衰减系数与物质的密度呈正比 质量衰减系数

35 第十六章 X 射 线 第四节 物质对X射线的衰减规律 xm=xρ称为质量厚度

36 第十六章 X 射 线 第四节 物质对X射线的衰减规律 二、衰减系数与波长、原子序数的关系 对于医用X射线，各种元素的质量衰减系数近似为
K是常数，Z为吸收物质的原子序数，λ为射线波长，α在3与4之间。 原子序数越大的物质，吸收本领越大。 波长越长的X射线，越容易被吸收。

37 第十六章 X 射 线 第五节 X射线的医学应用 X射线在医疗上的应用，主要有治疗和诊断两个方面。 一、治疗
二、诊断 1.常规透视和摄影 2.数字减影血管造影 3.同步辐射双色数字减影术 三、X-CT