1、第三章第三章 X线的产生线的产生潞河医院放射科潞河医院放射科 王珍琦王珍琦第五节第五节 X线的量与质线的量与质 习惯上常用习惯上常用X线强度来表示线强度来表示X线的量与质。线的量与质。X线强度：是指在垂直于线强度：是指在垂直于X线传播方向单位线传播方向单位面积上，在单位时间内通过的光子数量与面积上，在单位时间内通过的光子数量与能量乘积的总和。能量乘积的总和。由此可见，由此可见，X线强度是由光子数目（线强度是由光子数目（N）和）和光子能量（光子能量（hv）两个因素决定的。）两个因素决定的。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 在我国制定的量和质的国家单位标准在我国制定的量和质的国家单位标准中，采
2、用了辐射能、粒子注量、能量注量中，采用了辐射能、粒子注量、能量注量、粒子流密度等概念来描述电离辐射的量、粒子流密度等概念来描述电离辐射的量与质。与质。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 X线的量理论上以粒子注量和能量注量来描线的量理论上以粒子注量和能量注量来描述。述。目前应用较为普遍的是利用目前应用较为普遍的是利用X线在空气中产线在空气中产生电离电荷的多少，定义为照射量，来测生电离电荷的多少，定义为照射量，来测定定X线的量。线的量。第五节第五节 X线的量与质线的量与质一、一、X线的量线的量 量就是量就是X射线束中光子的数目。射线束中光子的数目。由于由于X射线光子能量大，穿透本领强，因此射线光
3、子能量大，穿透本领强，因此直接准确测量直接准确测量X射线的量是困难的。射线的量是困难的。实际上利用实际上利用X射线的电离、感光、荧光和热射线的电离、感光、荧光和热等特性，制成不同的仪器来间接测量的。等特性，制成不同的仪器来间接测量的。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 目前较好的方法是目前较好的方法是:用用X射线在空气中产生射线在空气中产生电离电荷的多少来间接测量电离电荷的多少来间接测量X射线的照射量射线的照射量，进而反映出，进而反映出X射线强度的大小。射线强度的大小。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 管电压一定时，管电压一定时，X线管的管电流的大小反映线管的管电流的大小反映了阴极灯丝发
4、射电子的情况。了阴极灯丝发射电子的情况。管电流管电流：加速后的电子束流称为加速后的电子束流称为管电流管电流。管电压：管电压：从灯丝发射的电子经高压加速后从灯丝发射的电子经高压加速后撞击在靶上，此时加在两极之间的加速电撞击在靶上，此时加在两极之间的加速电压称为压称为管电压管电压。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 管电流越大，表明单位时间撞击阳极靶的管电流越大，表明单位时间撞击阳极靶的电子数越多，由此激发出的电子数越多，由此激发出的X线光子数也正线光子数也正比地增加；照射时间长，比地增加；照射时间长，X线量也正比地增线量也正比地增大。大。所以管电流和照射时间的乘积能反映所以管电流和照射时间的乘
5、积能反映X线的线的量。量。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 在实际工作中，常用管电流（在实际工作中，常用管电流（mA）和照射）和照射时间（时间（s）的乘积来反映）的乘积来反映X线的量。以毫安线的量。以毫安*秒（秒（mAs）为单位。）为单位。第五节第五节 X线的量与质线的量与质二、二、X线的质线的质 X射线的质又称为线质。它表示射线的质又称为线质。它表示X线的硬度线的硬度，即穿透物质本领的大小。，即穿透物质本领的大小。X线的质完全由光子能量决定，而与光子的线的质完全由光子能量决定，而与光子的个数无关。个数无关。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 在实际应用中，是以管电压和滤过情况来在实际应
6、用中，是以管电压和滤过情况来反映反映X线的质。线的质。管电压高，激发的管电压高，激发的X线光子能量大，即线质线光子能量大，即线质硬；滤过板厚，连续谱中低能成分被吸收硬；滤过板厚，连续谱中低能成分被吸收的多，透过滤过板的高能成分增加，使得的多，透过滤过板的高能成分增加，使得X线束的线质变硬。线束的线质变硬。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 在滤过情况一定时，常用管电压的千伏值在滤过情况一定时，常用管电压的千伏值来粗略描述来粗略描述X线的质。线的质。X线为连续能谱，精确描述其线质比较复杂线为连续能谱，精确描述其线质比较复杂，工作中有时用半价层、有效能量和等值，工作中有时用半价层、有效能量和等值
7、电压等物理量来描述电压等物理量来描述X线的质。线的质。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 半价层：是指射线数减弱到初始强度的一半价层：是指射线数减弱到初始强度的一半时，所需吸收体的厚度。半时，所需吸收体的厚度。如果某连续能谱如果某连续能谱X线的半价层与某单能线的半价层与某单能X线线的半价层相等时，则可认为两线束等效，的半价层相等时，则可认为两线束等效，那么我们就将单能那么我们就将单能X线的能量称为连续线的能量称为连续X线线的有效能量。的有效能量。第五节第五节 X线的量与质线的量与质三、影响三、影响X线量的因素线量的因素 1.靶物质：在管电压、管电流、投照时间靶物质：在管电压、管电流、投照时间
8、相同的情况下，阳极靶的原子序数越高，相同的情况下，阳极靶的原子序数越高，X线的量也越大。线的量也越大。第五节第五节 X线的量与质线的量与质2.管电流：在一定管电压下同种靶物质的管电流：在一定管电压下同种靶物质的X线线的量与管电流成正比。的量与管电流成正比。管电压一定时，管电压一定时，X线管的管电流的大小反映线管的管电流的大小反映了阴极灯丝发射电子的情况，管电流越大了阴极灯丝发射电子的情况，管电流越大表明阴极发射的电子越多，因而电子撞击表明阴极发射的电子越多，因而电子撞击阳极靶产生的阳极靶产生的X线的量也越大，发射出的线的量也越大，发射出的X线的强度也越大（质不变，量增加）。线的强度也越大（质不
9、变，量增加）。第五节第五节 X线的量与质线的量与质3.管电压：在一定管电流下同种靶物质的管电压：在一定管电流下同种靶物质的X线线的量与管电压的平方成正比。的量与管电压的平方成正比。总之，总之，X线的量与靶物质的原子序数、管电线的量与靶物质的原子序数、管电压的平方、管电流及投照时间成正比。压的平方、管电流及投照时间成正比。IU2iZt第五节第五节 X线的量与质线的量与质四、影响四、影响X线质的因素线质的因素 X线的质仅取决于管电压的千伏值。线的质仅取决于管电压的千伏值。无论何种靶物质，在一定管电压下所产生无论何种靶物质，在一定管电压下所产生的连续的连续X线谱的最短波长和最长波长是相同线谱的最短波
10、长和最长波长是相同的。的。峰值辐射强度发生在相同能量光子处。峰值辐射强度发生在相同能量光子处。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 连续连续X线的质随管电压的升高而变硬，但特线的质随管电压的升高而变硬，但特征征X线的质只与靶物质有关。线的质只与靶物质有关。脉动电压产生的脉动电压产生的X线质比恒定电压下的软。线质比恒定电压下的软。所以，管电压的波形对所以，管电压的波形对X线的质也有影响。线的质也有影响。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 滤过：对滤过：对X线的量与质及能谱构成均有很大线的量与质及能谱构成均有很大的影响。的影响。增加滤过板的厚度，可大量衰减连续谱中增加滤过板的厚度，可大量衰减连续
11、谱中的低能成分，使能谱变窄，线质提高，但的低能成分，使能谱变窄，线质提高，但是总的强度降低了。是总的强度降低了。第五节第五节 X线的量与质线的量与质 各种因素对各种因素对X射线强度的影响射线强度的影响影响因素（增加）影响因素（增加）X射线的质射线的质 X射线的量射线的量 管电压管电压 增加增加 增加增加靶原子序数靶原子序数 增加增加 增加增加毫安秒毫安秒 不变不变 增加增加滤过滤过 增加增加 降低降低距离距离 不变不变 降低降低电压脉动电压脉动 降低降低 降低降低第五节第五节 X线的量与质线的量与质X线的量：也就是线的量：也就是X光子的数目。光子的数目。X线的质：它表示线的质：它表示X线的硬度
12、，即穿透物质线的硬度，即穿透物质本领的大小。本领的大小。第六节第六节 X线的产生效率线的产生效率 X线的产生效率线的产生效率：是指在：是指在X线管中产生的线管中产生的X线能与加速电子所消耗电能的比值。线能与加速电子所消耗电能的比值。=X线能量线能量/阴极射线能量阴极射线能量第六节第六节 X线的产生效率线的产生效率 =kiZU/iU=kZU k是常数，约等于是常数，约等于1.1*10-91.4*10-9V-1；Z是阳极靶物质原子序数；是阳极靶物质原子序数；U是管电压（伏），是管电压（伏），i是管电流。是管电流。第六节第六节 X线的产生效率线的产生效率 X线的产生效率线的产生效率与管电压和靶物质的
13、原子与管电压和靶物质的原子序数成正比。序数成正比。在其他条件相同的情况下，高压波形越接在其他条件相同的情况下，高压波形越接近恒压，产生近恒压，产生X线的效率也就越高。线的效率也就越高。第六节第六节 X线的产生效率线的产生效率 研究表明，研究表明，X线管产生线管产生X线的效率极低，一线的效率极低，一般不足般不足1，而绝大部分的高速电子能都在，而绝大部分的高速电子能都在阳极变为了热能，使阳极靶面产生很高的阳极变为了热能，使阳极靶面产生很高的温升。温升。这也是这也是X线管不能长时间连续工作线管不能长时间连续工作的原因所在。因此的原因所在。因此X线管必须有良线管必须有良好的散热冷却装置。好的散热冷却装
14、置。第六节第六节 X线的产生效率线的产生效率 钨靶钨靶X线管，当管电压为线管，当管电压为100kV时时X线的产线的产生效率是多少？生效率是多少？=kZU=1.2=kZU=1.2*1010-9-9*7474*100100*10103 3=0.9=0.9这就是说，这就是说，100kV100kV下，若下，若X X线管的输入功率线管的输入功率为为1000W1000W，则，则X X线的辐射功率仅为线的辐射功率仅为9W9W。而由。而由于碰撞损失转变为热能的功率为于碰撞损失转变为热能的功率为1000-9=991W1000-9=991W。第六节第六节 X线的产生效率线的产生效率 另外，从另外，从X线管射出供使
15、用的那部分有用线管射出供使用的那部分有用X线，不足阳极靶面产生线，不足阳极靶面产生X线总量的线总量的10。其。其余的绝大部分都被阳靶、管壳、管壁、绝余的绝大部分都被阳靶、管壳、管壁、绝缘油等吸收了。可见，缘油等吸收了。可见，X线的利用率也是很线的利用率也是很低的。低的。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 从从X线管焦点上产生的线管焦点上产生的X线，在空间各线，在空间各个方向上的分布是不均匀的，即在不同的个方向上的分布是不均匀的，即在不同的方位角上的辐射强度是不同的。这种不均方位角上的辐射强度是不同的。这种不均匀的分布称为辐射强度空间分布或称辐射匀的分布称为辐射强度空间分布或称辐射
16、场的角分布。场的角分布。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 X线辐射强度在空间的分布情况很复杂，主线辐射强度在空间的分布情况很复杂，主要取决于入射电子的能量、靶物质及靶厚要取决于入射电子的能量、靶物质及靶厚度等因素。度等因素。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布一、薄靶周围一、薄靶周围X线强度的空间分布线强度的空间分布1.X线的产生限于靶面线的产生限于靶面2.电子直接透过而不偏转电子直接透过而不偏转 -“穿透式穿透式”靶靶第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 随着管电压的升高，随着管电压的升高，X射线最大强度方向逐射线最大强度方向逐渐趋向电子束的入射方向，
17、其他方向的强渐趋向电子束的入射方向，其他方向的强度分布所占比重逐渐减少，度分布所占比重逐渐减少，X射线的强度分射线的强度分布趋于集中。布趋于集中。90-90电子束电子束100kV500kV4MV20MV薄钨靶周围薄钨靶周围X X射线强度的角分布随管电压的变化射线强度的角分布随管电压的变化第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 在管电压较低时，利用反射式靶在技术上在管电压较低时，利用反射式靶在技术上有好处；有好处；管电压较高时，则需使用穿透式靶。（电管电压较高时，则需使用穿透式靶。（电子从靶的一面射入，子从靶的一面射入，X射线从另一面射出）射线从另一面射出）加速器产生的高能加速器产生的
18、高能X射线用的就是穿透式靶射线用的就是穿透式靶。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布二、厚靶周围二、厚靶周围X线强度的空间分布线强度的空间分布 国内外用于医疗诊断方面的国内外用于医疗诊断方面的X射线管，其阳射线管，其阳极靶较厚，称为厚靶极靶较厚，称为厚靶X射线管。射线管。1.X线的产生不局限于靶面线的产生不局限于靶面2.入射高速电子全部被阻止入射高速电子全部被阻止 -“反射式反射式”靶靶第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 当高能电子轰击靶面时，不仅与靶面原子当高能电子轰击靶面时，不仅与靶面原子相互作用辐射相互作用辐射X射线，而且还穿透到靶物质射线，而且还穿透到靶物质内
19、部一定的深度，不断地与靶原子作用，内部一定的深度，不断地与靶原子作用，直至将电子的能量耗尽。直至将电子的能量耗尽。如下图示如下图示;在靶的深层在靶的深层O点处，也向外辐射点处，也向外辐射X射线。射线。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布OA B C厚靶阳极效应示意图厚靶阳极效应示意图从O点辐射出的X线，越靠近OC方向，穿过靶的厚度越厚，靶本身对它的吸收也就越多；越靠近OA方向，靶对它的吸收越少。阳阳 极极 靶靶第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 越靠近阳极一侧越靠近阳极一侧X射线辐射强度下降越多。射线辐射强度下降越多。而且靶倾角而且靶倾角越小，下降的程度越大。这种越小
20、，下降的程度越大。这种越是靠近阳极越是靠近阳极X射线强度下降越多的现象，射线强度下降越多的现象，就是所谓的就是所谓的“足跟足跟”效应，也称之为效应，也称之为阳极阳极效应效应。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 由于诊断由于诊断X射线管靶倾角小，射线管靶倾角小，X射线能量不射线能量不高，足跟效应非常显著。高，足跟效应非常显著。在日常工作中，当成像的解剖结构在厚度在日常工作中，当成像的解剖结构在厚度或密度上差别比较大时，阳极效应就颇为或密度上差别比较大时，阳极效应就颇为重要了。重要了。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 一般来说，将厚度大、密度高的部位置于一般来说，将厚
21、度大、密度高的部位置于阴极侧，这样就可使成像的探测器辐射量阴极侧，这样就可使成像的探测器辐射量较为均匀，获得较好的影像。较为均匀，获得较好的影像。另外，应该尽量使用中心线附近强度较均另外，应该尽量使用中心线附近强度较均匀的匀的X射线束摄影。射线束摄影。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 阳极效应的另一后果就是改变了焦点的大阳极效应的另一后果就是改变了焦点的大小和形状。在小和形状。在X射线野中靠近阳极侧的有效射线野中靠近阳极侧的有效焦点比靠近阴极侧的要小一些。焦点比靠近阴极侧的要小一些。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 阳极效应是什么？阳极效应是什么？厚靶厚靶X线管
22、近阳极端的线管近阳极端的X线强度弱，近阴极线强度弱，近阴极端的端的X线强度强。线强度强。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布 厚靶强度分布曲线在投照中的应用厚靶强度分布曲线在投照中的应用1.将阳极效应同体层厚度相对应将阳极效应同体层厚度相对应举例：腰椎正位片的拍摄？举例：腰椎正位片的拍摄？腰椎上部体层薄，近阳极；腰椎下部体层腰椎上部体层薄，近阳极；腰椎下部体层厚，近阴极。厚，近阴极。-到射到射X线等强度线等强度-胶胶片浓度均匀。片浓度均匀。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布2.焦片距较大时阳极效应不明显焦片距较大时阳极效应不明显 照射野边缘近阴极，强度大；边缘衰减快照
23、射野边缘近阴极，强度大；边缘衰减快-阳极效应被抵消。阳极效应被抵消。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布3.焦片距相同时小照射野受阳极效应的影响小焦片距相同时小照射野受阳极效应的影响小 照射野越小，射线到片距离越接近，阳极效照射野越小，射线到片距离越接近，阳极效应越不明显。应越不明显。4.尽量利用中心线附近的尽量利用中心线附近的X线束来摄片线束来摄片 利用强度最大线曝光，提高利用强度最大线曝光，提高X线利用率。线利用率。第五节第五节 X线的量与质线的量与质1.何为何为X线的强度？它决定于哪些因素？线的强度？它决定于哪些因素？X X线的强度：是指线的强度：是指在垂直于在垂直于X X线
24、传播线传播方向单位面积上，方向单位面积上，在单位时间内通过在单位时间内通过的光子数量与能量的光子数量与能量乘积的总和。乘积的总和。X X射线强度：射线强度：是由光子数目是由光子数目和光子能量两和光子能量两个因素决定的。个因素决定的。第五节第五节 X线的量与质线的量与质2.在医学应用中，常用哪几种来表示在医学应用中，常用哪几种来表示X射线的射线的强度的？强度的？常用常用X X线的质和量来表示线的质和量来表示X X射线的强度的。射线的强度的。X X线的量：是指线的量：是指X X射线的光子的数目。射线的光子的数目。X X线的质：是指线的质：是指X X射线光子的能量。射线光子的能量。第六节第六节 X线
25、的产生效率线的产生效率3.何为何为X线的产生效率？线的产生效率？X X线的产生效率线的产生效率：是指在：是指在X X线管中线管中产生的产生的X X线能与加速电子所消耗电线能与加速电子所消耗电能的比值。能的比值。=ki =kiZU/ZU/i iU=kZUU=kZU第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布4.X射线强度的空间分布？射线强度的空间分布？一般情况下，从一般情况下，从X X线管焦点发出的线管焦点发出的X X线，在线，在空间各个方向上的分布是不均匀的。空间各个方向上的分布是不均匀的。薄靶周围的薄靶周围的X X线随着管电压的升高趋于集线随着管电压的升高趋于集中；中；厚靶周围的厚靶周围
26、的X X线会出现阳极效应。线会出现阳极效应。第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布5.关于关于X线强度分布的叙述，正确的是？线强度分布的叙述，正确的是？A.与靶面倾斜角度无关与靶面倾斜角度无关 B.阴极端阴极端X线强度弱线强度弱 C.照射野内分布均匀照射野内分布均匀 D.X线管短轴方向两侧对称线管短轴方向两侧对称 E.与靶面状况无关与靶面状况无关答案：答案：D D第七节第七节 X线强度的空间分布线强度的空间分布6.何为阳极效应？在实际工作用如何运用？何为阳极效应？在实际工作用如何运用？越靠近阳极一侧越靠近阳极一侧X X射线辐射线辐射强度下降越多。而且靶射强度下降越多。而且靶倾角倾角越
27、小，下降的程度越小，下降的程度越大。这种越是靠近阳极越大。这种越是靠近阳极X X射线强度下降越多的现射线强度下降越多的现象，就是所谓的象，就是所谓的“足跟足跟”效应，也称之为阳极效应。效应，也称之为阳极效应。一般来说，将厚一般来说，将厚度大、密度高的度大、密度高的部位置于阴极侧，部位置于阴极侧，这样就可使成像这样就可使成像的探测器辐射量的探测器辐射量较为均匀，获得较为均匀，获得较好的影像。较好的影像。第三章第三章 X线的产生线的产生1.X线是何时发现的？线是何时发现的？A 1895年年12月月22日日 B 1895年年12月月28日日 C 1895年年11月月8日日 D 1896年年01月月0
28、5日日答案：答案：C第三章第三章 X线的产生线的产生2.X线是何时发现的？被谁发现的？线是何时发现的？被谁发现的？X线是线是1895年年11月月8日，日，德国物理学家威尔姆德国物理学家威尔姆康康拉德拉德伦琴发现的。伦琴发现的。第三章第三章 X线的产生线的产生3.X线的本质是什么？线的本质是什么？X线的本质就是电磁波。只不过线的本质就是电磁波。只不过X线的频率很高，约在线的频率很高，约在3*10163*1020Hz之间，波长很短，约在之间，波长很短，约在1010-3nm之间。它具有电磁波的之间。它具有电磁波的共性：波动性和粒子性。共性：波动性和粒子性。第三章第三章 X线的产生线的产生4.对对X线
29、性质的叙述，错误的是线性质的叙述，错误的是?A.X线为电磁波线为电磁波 B.X线具有波动和微粒的二象性线具有波动和微粒的二象性 C.X线具有干涉和衍射现象线具有干涉和衍射现象 D.光电效应证明了它的波动性光电效应证明了它的波动性 E.X线不具有质量和电荷线不具有质量和电荷答案：答案：D D光光电效应证明电效应证明的是它的微的是它的微粒性。粒性。第三章第三章 X线的产生线的产生5.下面不属于下面不属于X线的物理特性的是？线的物理特性的是？A 穿透本领穿透本领 B 荧光作用荧光作用 C 感光作用感光作用 D 电离作用电离作用 E 着色作用着色作用答案：答案：C.E感光作用和着色感光作用和着色作用属
30、于化学特性。作用属于化学特性。第三章第三章 X线的产生线的产生6.X线的物理特性有哪些？线的物理特性有哪些？1.X1.X线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播线在均匀的、各向同性的介质中，是直线传播的不可见电磁波。的不可见电磁波。2.X2.X线不带电，它不受外界磁场或电场的影响。线不带电，它不受外界磁场或电场的影响。3.3.穿透本领：穿透本领强弱的主要因素：穿透本领：穿透本领强弱的主要因素：x x射线的能量；（射线的能量；（E，强）物质材料的密度；，强）物质材料的密度；（，弱）物质的原子序数。（，弱）物质的原子序数。（Z，弱），弱）4.4.荧光作用；荧光作用；5.5.电离作用；电离作用；6.
31、6.热作用。热作用。第三章第三章 X线的产生线的产生7.生物学效应是哪样治疗的基础？生物学效应是哪样治疗的基础？它是放射治疗的基础。生物细胞特别是增值性它是放射治疗的基础。生物细胞特别是增值性强的细胞，经一定量强的细胞，经一定量X线照射后，可产生抑制、线照射后，可产生抑制、损伤甚至坏死。人体组织吸收一定剂量损伤甚至坏死。人体组织吸收一定剂量X线线后，视其敏感程度的不同，而出现种种反应，后，视其敏感程度的不同，而出现种种反应，当然对人体正常组织也可能产生损伤作用，故当然对人体正常组织也可能产生损伤作用，故而应对非受检部位进行屏蔽防护。而应对非受检部位进行屏蔽防护。第三章第三章 X线的产生线的产生
32、8.X线的产生条件？线的产生条件？产生产生x线必须具备线必须具备三个基本条件三个基本条件：电子源电子源高速电子流高速电子流能经受高速电子撞击而产生能经受高速电子撞击而产生x线的靶线的靶第三章第三章 X线的产生线的产生9.与与X线产生条件无关的因素是？线产生条件无关的因素是？A.电子源电子源 B.高真空度高真空度 C.高压电场高压电场 D.电子的骤然减速电子的骤然减速 E.阳极散热阳极散热答案：答案：E E第三章第三章 X线的产生线的产生10.形成高速电子流有什么条件？形成高速电子流有什么条件？*有一个高电压产生的强电场（使电子从中获得有一个高电压产生的强电场（使电子从中获得高速电子流）高速电子
33、流）*有一个高真空度的空间（使电子在高速运动中有一个高真空度的空间（使电子在高速运动中不受气体分子阻挡而降低能量，同时也能保护不受气体分子阻挡而降低能量，同时也能保护灯丝不致因氧化而被烧毁）灯丝不致因氧化而被烧毁）第三章第三章 X线的产生线的产生11.产生产生X线为什么需要高真空度的空间？线为什么需要高真空度的空间？1.使电子在高速运动中不受气体使电子在高速运动中不受气体分子阻挡而降低能量；分子阻挡而降低能量；2.同时也能保护灯丝不致因氧化同时也能保护灯丝不致因氧化而被烧毁。而被烧毁。第三章第三章 X线的产生线的产生12.X线管的基本构成部件有什么？各有何作线管的基本构成部件有什么？各有何作用
34、？用？基本部件有三个：基本部件有三个：1.阴极阴极 2.阳极阳极 3.管壳管壳阴极：是阴极：是x线管的负极。线管的负极。阴极为电子源，是按阴极为电子源，是按需要提供足额数量的需要提供足额数量的电子，经聚焦加速后电子，经聚焦加速后撞击阳极而产生撞击阳极而产生x线。线。阳极：是阳极：是x线管的正极。又称阳线管的正极。又称阳极靶面，它是使高速电子突然极靶面，它是使高速电子突然受阻而产生受阻而产生x线的地方。它的作线的地方。它的作用是：产生用是：产生X线、散热、吸收线、散热、吸收二次电子和散射线。二次电子和散射线。管壳管壳作用：是维持一个高真空度的空作用：是维持一个高真空度的空间，并固定着阳极和阴极。
35、间，并固定着阳极和阴极。特性：不漏气、耐高温、绝缘性能特性：不漏气、耐高温、绝缘性能好以及对好以及对x线吸收较少等等。线吸收较少等等。第三章第三章 X线的产生线的产生13.阴极有哪几部分组成？阴极有哪几部分组成？阴极由两部分组成：阴极由两部分组成：1.灯丝（发射电子）灯丝电压越高，灯丝（发射电子）灯丝电压越高，灯丝温度也就越高，每秒钟蒸发出灯丝温度也就越高，每秒钟蒸发出的电子数目也就越多。的电子数目也就越多。2.集射罩（聚焦电子）集射罩（聚焦电子）第三章第三章 X线的产生线的产生14.简述连续简述连续X线产生的原理？线产生的原理？韧致辐射是辐射损失的一种，它是产生连续韧致辐射是辐射损失的一种，
36、它是产生连续X射线的射线的机制。机制。由于每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同，由于每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同，所以各相互作用对应的辐射损失也不同，因而发生的所以各相互作用对应的辐射损失也不同，因而发生的X射线光子的能量也互不相同。大量的射线光子的能量也互不相同。大量的X射线光子组成射线光子组成了具有频率连续的了具有频率连续的X射线发射谱。射线发射谱。第三章第三章 X线的产生线的产生15.影响影响连续影响影响连续X线的因素？线的因素？靶物质：在管电压管电流固定时，阳极靶原子序靶物质：在管电压管电流固定时，阳极靶原子序数越高，数越高，X线的强度越大。线的强度越大。管电流：在管电
37、压靶材料固定时，管电流越大，管电流：在管电压靶材料固定时，管电流越大，产生产生X线的强度也就越大。线的强度也就越大。管电压：在管电流靶材料固定时，管电压越大，管电压：在管电流靶材料固定时，管电压越大，连续连续X线谱的最短波长和最大强度所对应的波长均线谱的最短波长和最大强度所对应的波长均向短波方向移动。向短波方向移动。第三章第三章 X线的产生线的产生16.求管电压为求管电压为100kV时，产生连续时，产生连续X线的最线的最短波长？最强波长？平均波长？最大光子短波长？最强波长？平均波长？最大光子能量？能量？最短波长为：最短波长为：min=1.24/V=1.24/100(nm)最强波长为：最强波长为
38、：最强最强=1.5min平均波长为：平均波长为：平均平均=2.5min最大光子能量为：最大光子能量为：E=hvmax=hc/min第三章第三章 X线的产生线的产生17.为什么韧致辐射产生的连续为什么韧致辐射产生的连续X射线谱中存射线谱中存在最短波长在最短波长min？最短波长？最短波长min受何种因素受何种因素影响？影响？因为当电子的最大动能全部损失转化为X光子的能量后，X光子不可能再获得更大的能量，从而形成最短波长。所以韧致辐射产生的连续X射线谱中存在最短波长min。min对应的X光子能量最大，可见最大能量的光子对应着电子与原子核在一次相互作用中损失其全部能量eU，产生能量为hvmax的光子辐
39、射，由于在相互作用中能量守恒，则有eU=hvmax=hc/min。min=1.24/U（nm），可见，最短波长仅由管电压决定，不受其他因素影响。第三章第三章 X线的产生线的产生18.何为何为X线的强度？它决定于哪些因素？线的强度？它决定于哪些因素？X X线的强度：是指线的强度：是指在垂直于在垂直于X X线传播线传播方向单位面积上，方向单位面积上，在单位时间内通过在单位时间内通过的光子数量与能量的光子数量与能量乘积的总和。乘积的总和。X X射线强度：射线强度：是由光子数目是由光子数目和光子能量两和光子能量两个因素决定的。个因素决定的。第三章第三章 X线的产生线的产生19.在医学应用中，常用哪几种
40、来表示在医学应用中，常用哪几种来表示X射线射线的强度的？的强度的？常用常用X X线的质和量来表示线的质和量来表示X X射线的强度的。射线的强度的。X X线的量：是指线的量：是指X X射线的光子的数目。射线的光子的数目。X X线的质：是指线的质：是指X X射线光子的能量。射线光子的能量。第三章第三章 X线的产生线的产生20.在管电压与管电流相同时，与连续在管电压与管电流相同时，与连续X线强线强度有关的是？度有关的是？A.靶面的倾角靶面的倾角 B.管内的真空度管内的真空度 C.靶物质的厚度靶物质的厚度 D.靶物质的原子序数靶物质的原子序数 E.阳极和阴极之间的距离阳极和阴极之间的距离答案：答案：D
41、 D第三章第三章 X线的产生线的产生21.关于关于X线强度的叙述，错误的是？线强度的叙述，错误的是？A.X线管的电压增高，线管的电压增高，X线的波长变短线的波长变短 B.高压波形不影响高压波形不影响X线的强度线的强度 C.X线质是由管电压决定线质是由管电压决定 D.X线量用管电流量表示线量用管电流量表示 E.X线量也可用线量也可用mAs表示表示答案：答案：B B第三章第三章 X线的产生线的产生22.何为何为X线的产生效率？线的产生效率？X X线的产生效率线的产生效率：是指在：是指在X X线管中线管中产生的产生的X X线能与加速电子所消耗电线能与加速电子所消耗电能的比值。能的比值。=ki =ki
42、ZU/ZU/i iU=kZUU=kZU第三章第三章 X线的产生线的产生23.X射线强度的空间分布？射线强度的空间分布？一般情况下，从一般情况下，从X X线管焦点发出的线管焦点发出的X X线，在线，在空间各个方向上的分布是不均匀的。空间各个方向上的分布是不均匀的。薄靶周围的薄靶周围的X X线随着管电压的升高趋于集线随着管电压的升高趋于集中；中；厚靶周围的厚靶周围的X X线会出现阳极效应。线会出现阳极效应。第三章第三章 X线的产生线的产生24.何为阳极效应？在实际工作用如何运用？何为阳极效应？在实际工作用如何运用？越靠近阳极一侧越靠近阳极一侧X X射线辐射线辐射强度下降越多。而且靶射强度下降越多。而且靶倾角倾角越小，下降的程度越小，下降的程度越大。这种越是靠近阳极越大。这种越是靠近阳极X X射线强度下降越多的现射线强度下降越多的现象，就是所谓的象，就是所谓的“足跟足跟”效应，也称之为阳极效应。效应，也称之为阳极效应。一般来说，将厚一般来说，将厚度大、密度高的度大、密度高的部位置于阴极侧，部位置于阴极侧，这样就可使成像这样就可使成像的探测器辐射量的探测器辐射量较为均匀，获得较为均匀，获得较好的影像。较好的影像。
