《医学物理学》课件X射线.ppt
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1、前前页页后后页页返返回回前前页页后后页页返返回回一、本章要点一、本章要点1.1.掌握掌握X X射线强度和硬度的概念、掌握射线强度和硬度的概念、掌握X X射线射线谱及谱及X X射线产生的微观机制、掌握射线产生的微观机制、掌握X X射线的射线的衰减规律及应用衰减规律及应用. .2.2.理解理解X X射线的基本性质、射线的基本性质、 X X射线的衍射射线的衍射. .3.3.了解了解X X射线机的基本组成及射线机的基本组成及X X射线在医学上射线在医学上的应用的应用. .二、授课重点:吸收规律二、授课重点:吸收规律前前页页后后页页返返回回19011901年获首届诺贝年获首届诺贝尔尔物理学奖物理学奖 1
2、8951895年,德国物理学家伦琴在年,德国物理学家伦琴在研究阴极射线管的过程中,发现研究阴极射线管的过程中,发现了一种穿透力很强的射线了一种穿透力很强的射线. .高高压压电电源源金属靶金属靶电子束电子束高速高速由于未知这种射线,称为由于未知这种射线,称为X X射线射线. .X X 射射 线线前前页页后后页页返返回回第一张第一张X X射线照片射线照片: :伦琴夫人的手骨伦琴夫人的手骨. . X X射线在医学中的应用:射线在医学中的应用:透视、摄影、透视、摄影、X-CTX-CT、治、治疗等疗等. .前前页页后后页页返返回回视视摄影摄影X X线计算机体层成像(线计算机体层成像(X-CTX-CT)前
3、前页页后后页页返返回回第一节第一节 X X射线的产生射线的产生1. X1. X射线产生的两个基本条件射线产生的两个基本条件: :1) 1) 高速运动的电子;高速运动的电子;2) 2) 阻止电子运动的适当的障碍物阻止电子运动的适当的障碍物( (靶靶).).一、X X射线的产生装置射线的产生装置电子流电子流靶靶前前页页后后页页返返回回2. X2. X射线产生装置射线产生装置1) X X射线管的构造射线管的构造:外壳外壳:硬质玻璃管,高真空硬质玻璃管,高真空. .阴极:阴极:电子源,发射电子流(钨丝)电子源,发射电子流(钨丝). .阳极:阳极:靶,受高速电子轰击而辐射靶,受高速电子轰击而辐射X X射
4、线射线. .阴极阴极阳极阳极金属靶金属靶电子束电子束高速高速X X 射射 线线前前页页后后页页返返回回2) X2) X射线机的基本线路:射线机的基本线路:mAT T2 2 ( ( 降压变压器)降压变压器)T T1 1 (升压变压器)(升压变压器)整整流流 X X射线管射线管管电流管电流i 管电压管电压 U U 220VR低压电源低压电源高压电源高压电源 220V前前页页后后页页返返回回(1 1)低压电源与管电流(低压电源与管电流(mA)mA): T T2 2降压降压-R-R-灯丝电流灯丝电流-热电子数量热电子数量-管电流管电流i(mA)(mA)(2 2)高压电源与管电压高压电源与管电压( kV
5、 )( kV ): T T1 1升压升压-整流整流-X-X管直流高压管直流高压U U( (kV) -) -电子获得高速电子获得高速 (3 3)X X射线的产生:射线的产生: 高速电子撞击靶高速电子撞击靶-产生热能(产生热能(99%99%)和)和X X线能(线能(1%1%) 要求要求: :靶物质靶物质-熔点高且易散热、原子序数(熔点高且易散热、原子序数(Z Z)大)大. . 管电流:管电流: 管电压:管电压:管电压管电压管电流管电流U(kV)i (mA)前前页页后后页页返返回回X X线的强度(线的强度(I): : 定义:单位时间内通过与射线方向垂直定义:单位时间内通过与射线方向垂直的单位面积的辐
6、射能量的单位面积的辐射能量. .nnniiihvNhvNhvNhvNI.22111N Ni i-单位时间通过垂直于射线方向单位面积光子数;单位时间通过垂直于射线方向单位面积光子数;h hvi i-光子能量光子能量(单位单位: w.m: w.m-2-2 )二、线的二、线的强度和硬度强度和硬度两个因素决定两个因素决定X X线强度:线强度:(2)光子数目光子数目NiX X线强度线强度光子能量光子能量hvi (1)X X线强度线强度X X线的量线的量. .X X线的质线的质. .前前页页后后页页返返回回1.X1.X线的量线的量X X线总辐射量线总辐射量的的定义:一定时间内通过与定义:一定时间内通过与射
7、线方向垂直的单位面积的总能量射线方向垂直的单位面积的总能量. .X X线总辐射量线总辐射量= = 管电流管电流照射时间照射时间= =it t (单位(单位:mA:mAS S) * * 医学上常将一定的管电压下管电流毫安医学上常将一定的管电压下管电流毫安数(数(mAmA)表示)表示. .一次拍片的量:一次拍片的量:Q=20mA.s=200 0.1mA.s=50 0.4mA.s照手的照手的X X曝光量曝光量:15:15毫安毫安0.020.02秒秒, ,就是就是0.30.3毫安秒毫安秒. . 例如:例如:前前页页后后页页返返回回2.X2.X线的质线的质-硬度(硬度(X X线的贯穿本领)线的贯穿本领)
8、X X线线X X线线实质:实质: 能量大的光子被物质吸收少,其贯穿能量大的光子被物质吸收少,其贯穿本领强,相应的射线硬度大本领强,相应的射线硬度大. .A束B束医学上常用管电压的千伏数(医学上常用管电压的千伏数(kVkV)表示)表示X X线硬度线硬度. .前前页页后后页页返返回回X X线按硬度分类及主要用途线按硬度分类及主要用途CategoriesCategoriesTube Tube voltagevoltage (kV)(kV) ShortestShortestWavelengthWavelength ( (nmnm) ) UseUse极软极软 X-rayX-ray 软软X-rayX-ra
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