1、放射物理与防护放射物理与防护放射物理与防护 彭文献彭文献第五章 X（或）射线在物质中的衰减学习目标学习目标1、掌握连续X射线在物质中的减弱规律及影响X射线在人体中衰减吸收的主要因素。2、熟悉窄束X线及宽束X线的概念及其在介 质中的衰变规律。3、了解X线在介质中的衰减规律，解释X线 在医疗领域的应用。概述1、射线强度衰减的平方反比法则、射线强度衰减的平方反比法则 以点源为球以点源为球心，半径不同的各球面上的射线强度，与距离心，半径不同的各球面上的射线强度，与距离（即半径）的平方成反比距离增加一倍（即半径）的平方成反比距离增加一倍,射线强度射线强度将衰减为原来的将衰减为原来的1/4。衰减：当射线通
2、过物质时，由于射线光子衰减：当射线通过物质时，由于射线光子与物质原子发生光电效应、康普顿效应和与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应等一系列作用，致使出射方向电子对效应等一系列作用，致使出射方向上的射线强度衰减，这一衰减称为物质所上的射线强度衰减，这一衰减称为物质所致的衰减。致的衰减。一、窄束X射线在物质中的衰减规律第一节第一节 单能单能X射线在物质中的衰减规律射线在物质中的衰减规律 X X射线在穿过物质时其强度呈指数关系衰减，其衰减率为射线在穿过物质时其强度呈指数关系衰减，其衰减率为X X线在其传播行程中物质吸收系数的线性分值。线在其传播行程中物质吸收系数的线性分值。 I Iouto
3、ut=I=Iin in e e- -l l 组织衰减系数（决定于原子序数和电子密度）组织衰减系数（决定于原子序数和电子密度） 二、宽束X射线在物质中的衰减规律宽束宽束X X线线 ： 是含有散射线成分的是含有散射线成分的X X射线束射线束。第二节第二节 连续连续X X射线在物质中的衰减规律射线在物质中的衰减规律一、连续一、连续X射线在物质中的衰减特点射线在物质中的衰减特点第二节第二节 连续连续X X射线在物质中的衰减规律射线在物质中的衰减规律一、连续一、连续X射线在物质中的衰减特点射线在物质中的衰减特点n21IIIIxxxeIeIeIIn210n0201nx理论上，连续能谱窄束X线的衰减可由下式
4、描述： 表示各种能量X线的线性衰减数； 表示各种能量X线束的入射强度， 表示射线通过的厚度。01I二、影响X射线衰减的因素v入射光子的能量越大，入射光子的能量越大，X X线的穿透就越强。线的穿透就越强。v射线能量越高，衰减越少。射线能量越高，衰减越少。1 1、 射线性质对衰减的影响射线性质对衰减的影响2 2、物质原子序数对衰减的影响、物质原子序数对衰减的影响3 3、物质密度对衰减的影响、物质密度对衰减的影响4 4、每克电子数对衰减的影响、每克电子数对衰减的影响三、X射线的滤过v低能光子对检查者皮肤和表浅组织的伤害低能光子对检查者皮肤和表浅组织的伤害。v过滤，在过滤，在X X射线管出口放置一定均
5、匀厚度的射线管出口放置一定均匀厚度的金属，预先把金属，预先把X X射线束中的低能成分吸收掉射线束中的低能成分吸收掉, ,将将X X射线的平均能量提高射线的平均能量提高, ,这种过程称为过这种过程称为过滤滤滤过板滤过板 所用的金属片。所用的金属片。（一）固有过滤（一）固有过滤v X X射线管组装体本射线管组装体本身的过滤叫固有身的过滤叫固有过滤。过滤。v 包括包括X X线管的玻璃线管的玻璃管壁、绝缘油、管壁、绝缘油、管套上的窗口和管套上的窗口和不可拆卸的滤过不可拆卸的滤过板。板。v 用铝当量表示（用铝当量表示（mm Almm Al）一般诊）一般诊断断X X线机的固有滤线机的固有滤过在过在0.50
6、.52 mm 2 mm AlAl（二）附加滤过（二）附加滤过1 1、用工具可拆卸的附加过滤板、用工具可拆卸的附加过滤板2 2、可选择的附加过滤板、可选择的附加过滤板3 3、遮光器中的反光镜、遮光器中的反光镜4 4、有机玻璃窗的过滤、有机玻璃窗的过滤（1）过滤板的选择v铝铝 13 13 对低能射线是很好的过滤物质对低能射线是很好的过滤物质v铜铜 29 29 对高能射线是很好的过滤物质对高能射线是很好的过滤物质 铜与铝共用，铜在上，铝在下。铜与铝共用，铜在上，铝在下。（2）过滤板的厚度v过滤板的厚度增加，低能射过滤板的厚度增加，低能射线迅速衰减，但高能射线衰线迅速衰减，但高能射线衰减缓慢。减缓慢。
7、（3）过滤板厚度对受照剂量的影响滤板厚度（mmAl） 皮肤照射量（Ckg1） 照射量下降百分数（）06.1410-4（2380mR）00.54.7810-4（1850mR）221.03.2810-4（1270mR）473.01.2010-4（465mR）80表5-3 滤过板厚度对照射量的影响（60kV，100mA）（4 4）过滤与投照时间）过滤与投照时间v适当增加照射时间适当增加照射时间v高千伏、厚滤过摄影高千伏、厚滤过摄影 时间延长时间延长了，但受照射剂量却大幅降低。了，但受照射剂量却大幅降低。第三节第三节 医学放射学中医学放射学中X X射线的衰减射线的衰减诊断放射学中诊断放射学中X X线的
8、衰减线的衰减一、人体的构成元素和组织密度一、人体的构成元素和组织密度 人体骨骼由胶体蛋白和钙质组成，其中钙质占5060钙质中Ca3(PO4)2占85；CaCO3占10；Mg3(PO4)2占5；软组织内水占75，蛋白质、脂肪及碳水化合物占23，其余2是K、Na、Cl、Fe等元素。管电压（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 人体不同组织的线衰减系数（m-1）vX X射线影像是人体的不同组织对射线不同衰射线影像是人体的不同组织对射线不同衰减的结果。减的结果。vX X射线透过，胶片呈黑色。射线透过，胶片呈
10、黑色。vX X射线被吸收，胶片呈白色。射线被吸收，胶片呈白色。v人体吸收人体吸收X X射线最多的是门牙。射线最多的是门牙。v吸收吸收X X射线最少的是充满气体的肺。射线最少的是充满气体的肺。第四节第四节 X X射线的临床应用射线的临床应用一、常规一、常规X线摄影技术线摄影技术（一）传统胶片（一）传统胶片X射线摄影射线摄影（二）数字化（二）数字化X射线成像技术射线成像技术二、介入放射技术二、介入放射技术三、计算机断层成像技术三、计算机断层成像技术四、利用四、利用X射线的肿瘤放射治射线的肿瘤放射治 疗技术疗技术思考题思考题 1、根据宽束连续能量X线衰减的规律，解 释临床X线摄影应用滤过板的意义。 2、根据X线的衰减规律，思考不同肢体部 位X线摄影时，为提高影像清晰度及对 比度应如何选择X线摄影条件？
