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1、第三章 X射线的产生第一第一节 X射射线的的发现及用途及用途第二第二节 X射射线的本的本质与特性与特性第三第三节 X射射线的的产生条件与装置生条件与装置第四第四节 X射射线的的产生原理生原理第五第五节 X射射线的量与的量与质第六第六节 X射射线的的产生效率生效率第七第七节 X射射线强度的空度的空间分布分布1.第一第一节 X射射线的的发现及用途及用途2.一、X射线的发现 1895年年11月月8日，德国物理学家日，德国物理学家伦琴琴研研究阴极射究阴极射线时发现，由于，由于对其本其本质不了解，不了解，称称为X射射线，亦称，亦称伦琴射琴射线。1901年第一年第一届届诺贝尔物理学物理学奖颁给了了伦琴琴R
2、oentgen3.二、二、X射射线的用途的用途医学医学-诊断和治断和治疗晶体晶体结构分析构分析工工业探探伤货运集装箱透运集装箱透视检查4.二、二、X X射射线的用途的用途X射射线广泛地广泛地应用医学、工程、材料、宇航用医学、工程、材料、宇航事事业上。例如：上。例如：人体探人体探伤晶体晶体结构分析构分析材料和构件无材料和构件无损探探伤5.第二第二节 X射射线的本的本质与特性与特性6.一、一、X射射线的本的本质-高高频电磁波磁波频率在率在3101631020 Hz之之间，波，波长在在1010-3nm之之间7. 一、一、X射射线的本的本质1、波、波动性性体体现：具有衍射、偏振、反射、折射：具有衍射、
3、偏振、反射、折射现象象表表现：以一定的波：以一定的波长和和频率在空率在空间传播，波播，波长、频率、率、 周期分周期分别用用，f，T表示表示8.2、粒子性、粒子性 体体现：把：把X射射线束看作是由束看作是由单个个X射射线光子光子组成成表表现：X射射线与物与物质的相互作用如光的相互作用如光电效效应、康普、康普顿效效应、荧光作用、光作用、电离作用等离作用等单个光子的能量：个光子的能量：9.3、波粒二象性、波粒二象性X线在在传播播过程程中表中表现波波动性性X线在在与物与物质相互作用相互作用过程中表程中表现波波动性性10.二、二、X射射线的基本特性的基本特性物理物理特性特性化学化学特性特性生物生物特性特
4、性1、在均匀、各在均匀、各向的介向的介质中直中直线传播播2、不、不带电3、穿透本、穿透本领强4、荧光作用光作用5、电离作用离作用6、热作用作用1、感光作用、感光作用2、着色作用、着色作用可使可使细胞胞产生生抑制、抑制、损伤、坏死。坏死。11.（一）物理特性（一）物理特性1.X线属于不可属于不可见电磁波，在均匀且各向同性的介磁波，在均匀且各向同性的介质中沿直中沿直线传播播2.X线不不带电荷，荷，经过磁磁场、电场时不会不会发生偏生偏转12.生物作用生物作用3穿透作用是穿透作用是X线透透视、摄影基影基础X X线具有具有强穿透性作用，其穿透能力和光子能穿透性作用，其穿透能力和光子能量有关，量有关，还和
5、物和物质结构性构性质有关。有关。Z Z吸收吸收穿透穿透穿透作用同穿透作用同时也是也是选择X线防防护材料基材料基础E E穿透穿透13.生物作用生物作用4.荧光作用光作用荧光屏、增感屏基光屏、增感屏基础X X线能能导致物致物质原子激原子激发，在原子，在原子跃回基回基态时候候发出可出可见荧光。光。荧光屏光屏影像增影像增强器器14.生物作用生物作用电离作用是离作用是X线损伤、治、治疗基基础X X线能能导致物致物质原子或分子原子或分子电离离X X线气体气体电荷荷电离离产生生测量量剂量计电离作用也是离作用也是测量量X线量基量基础15.6.热作用作用物物质吸收的吸收的X线能量，能量，绝大数大数变为热能能依据
6、此原理做依据此原理做X射射线吸收吸收剂量量测量装置量装置-量量热计16.生物作用生物作用（二）化学特性（二）化学特性1.感光作用用于感光作用用于摄影影检查X射射线照射胶片，胶片感光照射胶片，胶片感光普通胶片感普通胶片感可可见光光X线胶片胶片感感X线17.2.着色作用着色作用物物质接受接受x线照射后，晶体脱水，照射后，晶体脱水，颜色色发生改生改变18.（三）生物效（三）生物效应放射治放射治疗基基础，同，同时也是放也是放射人射人员防防护原因原因 本本质： X射射线对生物生物组织、细胞（特胞（特别是增殖性是增殖性细胞）胞）具有具有损伤作用作用 措施措施：对正常部位屏蔽，正常部位屏蔽，对肿瘤放瘤放疗1
7、9. 1发现X射射线的物理学家是的物理学家是 A贝克勒克勒尔 B居里夫人居里夫人 C戈瑞戈瑞 D拉德拉德 E伦琴琴2德国物理学家德国物理学家伦琴琴发现X射射线的的时间是是 A1901年年11月月8日日 B1895年年12月月8日日 C1898年年8月月11日日 D1896年年11月月8日日 E1895年年11月月8日日3X射射线在在传播播时，具有，具有频率和波率和波长，并有干涉、衍射等，并有干涉、衍射等现象，象，突出表突出表现的性的性质是是 A微粒性微粒性 B波粒二象性波粒二象性 C物理特性物理特性 D生物效生物效应特特性性 E波波动性性4X射射线在与物在与物质相互作用相互作用时，具有能量、，
8、具有能量、质量和量和动量，突出量，突出表表现的性的性质是是 A.波波动性性 B.微粒性微粒性 C.波粒二象性波粒二象性 D.物理特性物理特性 E.生物效生物效应特性特性习题EEEB20.试题开始是开始是35个个备选答案，答案，备选答案后提出至少答案后提出至少2道道试题，请为每一道每一道试题选择一个与其关系密切的答案。每一个与其关系密切的答案。每个个备选答案可以答案可以选用一次，也可以用一次，也可以选用数次，也可以不用数次，也可以不选用。用。 1X射射线的的发现基于基于2量量热法依据的原理是法依据的原理是3感光作用属于感光作用属于4肿瘤放射治瘤放射治疗的基的基础是利用是利用5照射量的照射量的测量
9、利用的是量利用的是A化学特性化学特性 B生物效生物效应特性特性 C热作作用用D荧光作用光作用 E电离本离本领DC A B E 21.生物作用生物作用一、一、X X线产生的条件生的条件高速高速电子流子流阳极靶阳极靶高高压电场真空真空 第三第三节 X 射射线的的产生条件与装置生条件与装置电子源子源高速高速带电粒子撞粒子撞击某种物某种物质而突然受阻而突然受阻时都能都能产生生X射射线条件条件22.(1).(1).X-射射线管管(2).(2).低低压源源(510v)(3).(3).高高压(104105v )二、二、 X 射射线的的发生装置生装置核心部分核心部分23.X X射射线管管阳极阻止高速阳极阻止高
10、速电子流子流阴极阴极产生生电子子旋旋转阳极阳极固定阳极固定阳极钨丝玻璃壳玻璃壳24.X X射射线管管25.接变压器玻璃钨灯丝金属聚灯罩铍窗口金属靶冷却水电子X射线X射线X射线管剖面示意图（回车键演示）X射线的产生过程演示40KV高压220V400mA电流26.1产生生X射射线的必的必备条件是条件是 A电子源子源 B高速高速电子流子流 C阳极靶面阳极靶面 D以上都是以上都是 E以上都不是以上都不是2关于关于X线产生条件的叙述，生条件的叙述，错误的是的是 A电子源子源 B高速高速电子流子流 C阻碍阻碍电子流的靶面子流的靶面 D高速高速电子与靶物子与靶物质相互作用的相互作用的结果果 EX线管的靶面均
11、由管的靶面均由钼制成制成3X线管的靶面材料通常是管的靶面材料通常是 A铁 B钼 C金金 D铜 E钨4软组织摄影用影用X线管阳极的靶面材料是管阳极的靶面材料是A钨B铁 C金金 D铝 E钼DEEE27.第四第四节 X射射线的的产生原理生原理28.一、一、电子与物子与物质的相互作用的相互作用高速高速电子与靶原子碰撞形成的能量子与靶原子碰撞形成的能量损失分失分为碰撞碰撞损失失-高速高速电子与靶原子外子与靶原子外层电子作用子作用-热能能辐射射损失失-高速高速电子与靶原子的内子与靶原子的内层电子或原子核子或原子核作用作用-辐射射射射线 高速高速电子能量低子能量低时，碰撞，碰撞损失失为主；能量高主；能量高时
12、，辐射射损失失为主主 29.X线谱由两部分由两部分组成成1、连续X线谱-光光谱连续2、特征特征X线谱-光光谱 二、两种二、两种X 射射线的的产生原理生原理30.（一）（一）连续X射射线的的产生原理生原理经典典电磁学理磁学理论：当一个：当一个带电体在外体在外电场中速度中速度变化化时，带电体向外体向外辐射射电磁波磁波 依次依次类推推：高速：高速电子子进入到原入到原子核附近的子核附近的强电场区域，区域，电子子的速度大小和方向必然的速度大小和方向必然变化，化，以以电磁波的形式向外磁波的形式向外辐射能量，射能量，即即损失的能量失的能量直接直接转化化成成X线31.产生生连续X X射射线的原因：的原因：电子
13、与靶原子核的相子与靶原子核的相对位置是任意的位置是任意的电子子进入靶的初入靶的初动能能经过多少次碰撞多少次碰撞辐射而完全射而完全丧失也不确定失也不确定32.X线的最短波的最短波长minminminmin最短波最短波长对应X线最大能量，且最大能量的最大能量，且最大能量的KeV值等于管等于管电压的的KV值33.最短波最短波长对应最大最大X线光子能量，光子能量，产生最生最大大X线光子能量的条件：光子能量的条件：在峰在峰值管管电压下加速下加速单次碰撞次碰撞传递所有能量所有能量注意注意：最大：最大X线光子能量的光子能量的KeV等于管等于管电压的的KV数数值例例：100KV的管的管电压产生的最大生的最大X
14、线光子能量光子能量为100KeV34.例例1 :求管求管电压为100KV时X线的最短的最短波波长和最大光子能量。和最大光子能量。 解解35.影响因素影响因素a、与靶原子序数成正比与靶原子序数成正比b、与管与管电流大小成正比流大小成正比c、与管与管电压2 2次方次方成成正比正比36.最最强波波长37.1与与连续X射射线的最短波的最短波长有关的是有关的是 A管管电流流 B照射照射时间 C电子子电量量 D光子数量光子数量 E管管电压2影响影响连续X射射线产生的因素是生的因素是 A靶物靶物质 B管管电流流 C管管电压 D高高压波形波形 E以上都是以上都是3下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A连续X射射
15、线强度与靶物度与靶物质的原子序数成反比的原子序数成反比 B连续X射射线强度与管度与管电流成反比流成反比 C连续X射射线强度与管度与管电压成正比成正比 D连续X射射线强度与高度与高压波形无关波形无关 E以上都不以上都不对4计算算150kV的管的管电压产生的生的X射射线的最短波的最短波长 A0012399nm B0020665nm C0016532nm D0024798nm E0008266nmEEEE38.5关于关于连续X线光子能量的叙述，光子能量的叙述，错误的是的是 AX线是一束混合能是一束混合能谱 B能量决定于能量决定于电子的能量子的能量 C能量决定于核能量决定于核电荷荷 D能量决定于能量决
16、定于电子接近核的情况子接近核的情况E能量大能量大X线波波长长6X线束成束成为混合射混合射线其原因其原因为 A固有固有滤过材料不同材料不同 B靶物靶物质的材料不同的材料不同 C由于光由于光电效效应所致所致 D由于康普由于康普顿效效应所致所致 E阴极阴极产生的生的电子能量不同子能量不同7在描述在描述X线时，经常用到常用到kV(kVp)和和keV两个两个单位，它位，它们之之间的区的区别与与联系系错误的是的是 AkV是指是指X线管两极管两极间管管电压的千伏的千伏值 BkVp是指峰是指峰值管管电压的千伏的千伏值 CkeV表示表示单个个电子或光子等基本粒子能量的千子或光子等基本粒子能量的千电子伏子伏值 D如果如果电子从子从100kV管管电压的中，的中，获得得100keV的高速运的高速运动能量能量 E如果如果电子从子从100kV管管电压的中，撞的中，撞击阳极靶物阳极靶物质发生能量生能量转换时，产生的光子最大能量是生的光子最大能量是100kVEEE39.8产生的生的X线光光谱的的频率是率是连续分布的原因是分布的原因是A每个高速每个高速电子与靶原子作用子与靶原子作用时的相的相对位置不同位置不同B各相互作
