《医用物理学》课程教学课件（PPT讲稿）第13章 X射线

第13章X射线13.1X射线的产生及强度与硬度X射线谱13.2目录X射线衍射13.3X射线与物质的作用、衰13.4减规律及应用

目 录 13.1 X射线的产生及强度与硬度 13.2 X射线谱 13.3 X射线衍射 13.4 X射线与物质的作用、衰 减规律及应用 第13章 X射线

第13章X射线学习要求020103掌握熟悉了解x射线衍射。x射线强度和硬度的概念、Xx射线在医学上的应用。射线谱及射线产生机制：X射线与物质的作用、衰减规律

01 02 03 X射线强度和硬度的概念、X 射线谱及X射线产生机制；X 射线与物质的作用、衰减规 律。 X射线衍射。 X射线在医学上的应用。 第13章 X射线 掌握 熟悉 了解 学习要求

第3章×射线13.1X射线的产生及强度与硬度

13.1 X射线的产生及强度 与硬度 第13 章X 射线

第13章X射线13.1X射线的产生及强度与硬度13.1.1X射线的产生产生X射线的方法：1.传统的方法：用高速运动的电子流打在适当的障碍物（靶）上即可产生×射线。一N（1）产生条件：①高速电子：②适当障碍物一一靶。（2）特点：能量小，波谱宽。直流高压u(kV)2.同步辐射：由加速的高能带电粒子直接辐射X射线。（1）产生条件：①高速带电粒子；②磁场X射线产生示意图（在同步辐射大型设备中完成）（2）特点：能量大，波谱很窄，利用插入件可获得单色X射线。3.自由电子激光：高速电子通过插入件可获得自由电子激光X射线

第13章 X射线 13.1 X射线的产生及强度与硬度 13.1.1 X射线的产生 X射线产生示意图 1.传统的方法: 用高速运动的电子流打在适当的障碍 物(靶)上即可产生X射线。 产生X射线的方法： 2.同步辐射: 由加速的高能带电粒子直接辐射X射线。 （1）产生条件：①高速带电粒子；②磁场。 （在同步辐射大型设备中完成） （2）特点：能量大，波谱很窄，利用插入件可获得单色X射线。 （1）产生条件：①高速电子；②适当障碍物——靶。 （2）特点：能量小，波谱宽。 3.自由电子激光: 高速电子通过插入件可获得自由电子激光X射线

第13章X射线13.1.2X射线的强度与硬度1.强度x射线是波长很短的电磁波，或能量（hv）很大的光子流，X射线强度指单位时间内通过与射线垂直的单位面积的辐射能量。改变管电流或管电压可改变X射线强度。增大管电流，可增加单位时间内撞击阳极靶的电子数，故可增加X射线的强度；增大管电压u，可增大电子在电场中获得的能量，使其产生的光子能量也随之增大，故也可增加X射线强度。在应用上，通常在一定管电压下，通过调节管电流大小来改变X射线强度，所以在医用上常用管电流（mA）大小反映其强度

第13章 X射线 13.1.2 X射线的强度与硬度 1.强度 X射线是波长很短的电磁波，或能量（hν）很大的光子流，X射线强度指单位时间内通 过与射线垂直的单位面积的辐射能量。改变管电流或管电压可改变X射线强度。增大管电流， 可增加单位时间内撞击阳极靶的电子数，故可增加X射线的强度；增大管电压u，可增大电 子在电场中获得的能量，使其产生的光子能量也随之增大，故也可增加X射线强度。在应用 上，通常在一定管电压下，通过调节管电流大小来改变X射线强度，所以在医用上常用管电 流（mA）大小反映其强度

第13章X射线13.1.2X射线的强度与硬度-2.硬度X射线硬度表示X射线的质。X射线的贯穿本领，它由X射线的波长（即单个光子的能量）所决定，而与光子数目无关。调节管电压即可改变X射线硬度，硬度大小用kV数表示。医用X射线按硬度的分类名称管电压（kv）主要用途最短波长（nm）5-300.25-0.041软组织摄影极软X射线软X射线30-1000.041-0.012体部或脏器的透视和摄影硬X射线100-2500.012-0.005体内软组织治疗250以上0.005以下极硬X射线深部组织治疗

第13章 X射线 13.1.2 X射线的强度与硬度 2.硬度 X射线的贯穿本领，它由X射线的波长（即单个光子的能量）所决定，而与光子数目无关。 调节管电压即可改变X射线硬度，硬度大小用kV数表示。 X射线硬度表示X射线的质。 医用X射线按硬度的分类 名称 管电压（kV） 最短波长（nm） 主要用途 极软X射线 5-30 0.25-0.041 软组织摄影 软X射线 30-100 0.041-0.012 体部或脏器的透视和摄影 硬X射线 100-250 0.012-0.005 体内软组织治疗 极硬X射线 250以上 0.005以下 深部组织治疗

第3章X射线13.2 X射线谱

13.2 X射线谱 第13 章X 射线

第13章X射线13.2X射线谱13.2.1连续X射线谱相对采用×射线管发出的X射线，包含各种不同强度LyKaLeL.的波长成分，将其强度按照波长的顺序排列开来的图谱，称为X射线谱。0.020.1080.1280.14700.050.10.15 2(nm)X射线谱示意图

第13章 X射线 13.2 X射线谱 13.2.1 连续X射线谱 X射线谱示意图 采用X射线管发出的X射线，包含各种不同 的波长成分，将其强度按照波长的顺序排列开 来的图谱，称为X射线谱

第13章X射线13.2.1连续X射线谱产生机制：轿致E-辐射hhv当高速电子流撞击在阳极靶上受到制动时，电子在原子核的强电场作用下，速度的量值和方向都发生急剧变化，使得一部分动能转化为X光子的能量辐射出去。此过程称为韧致辐射。8xE由于各个电子到原子核的距离不同，速度变化情况也各不一样，所以每个电子损失的动能亦不同，辐射出来的X光子能量具有各种各样的数值，从而形成具有各种频率的连续X射线谱。韧致辐射

第13章 X射线 13.2.1 连续X射线谱 产生机制： 当高速电子流撞击在阳极靶上受到制动时，电子在原 子核的强电场作用下，速度的量值和方向都发生急剧变化， 使得一部分动能转化为X光子的能量辐射出去。此过程称 为韧致辐射。 由于各个电子到原子核的距离不同，速度变化情况也 各不一样，所以每个电子损失的动能亦不同，辐射出来的X 光子能量具有各种各样的数值，从而形成具有各种频率的 连续X射线谱。 + 轫致 辐射 h E E- h + hmax=E E 韧致辐射

第13章X射线13.2.1连续X射线谱短波极限入minhc50kV1.24相。1入min=(nm)8Amin对euu强7度640 kV5管电压↑，min向短波方向移动4H3F30 kV管电流越大，强度越大。2F管电流、管电压一定时，靶原子序数愈高连续谱强度愈大。I20kV0.020.040.060.080.102 (nm)每一种靶原子核的核电荷数等于它的原子序数，原子序钨的连续X射线谱数大的原子核电场对电子作用强，电子损失能量多，辐射出来的光子能量大，因此，X射线的强度也就愈大

第13章 X射线 13.2.1 连续X射线谱 短波极限λmin 管电压↑，min向短波方向移动。 管电流越大，强度越大。 管电流、管电压一定时，靶原子序数愈高连续谱强度愈大。 每一种靶原子核的核电荷数等于它的原子序数，原子序 数大的原子核电场对电子作用强，电子损失能量多，辐射出 来的光子能量大，因此，X射线的强度也就愈大。 钨的连续X射线谱