第四節(jié) x射線在物質(zhì)中的衰減

1、第四節(jié) X射線在物質(zhì)中的衰減,擴(kuò)散衰減,引起X射線在物質(zhì)內(nèi)傳播過(guò)程中的強(qiáng)度減弱，包括傳播過(guò)程中擴(kuò)散衰減和吸收衰減兩方面,對(duì)于均勻介質(zhì)中的X射線源在空間各個(gè)方向輻射時(shí)，若不考慮介質(zhì)的吸收，與普通點(diǎn)光源一樣，在半徑不同的球面上，X射線的減弱遵守反平方規(guī)律即：,式中I1，I2分別為r1和r2的球面上X射線的強(qiáng)度。,吸收衰減,X射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)，與物質(zhì)發(fā)生相互作用過(guò)程中由于吸收和散射導(dǎo)致入射方向X射線強(qiáng)度減少。,適用于真空,一、單能X射線在物

2、質(zhì)中的衰減規(guī)律,單能窄束X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律可表示為,X射線強(qiáng)度衰減到其初始值一半時(shí)所需某種物質(zhì)的衰減厚度定義為半價(jià)層（half-value layer, HVL).,1. 衰減規(guī)律,2. 半價(jià)層,3. 寬束X射線,寬束X射線就是指含有散射線成分的X射線束。,線性衰減系數(shù)，不是一個(gè)常數(shù)，而是與吸收體的厚度，面積，形狀，探測(cè)器和吸收體間的距離以及光子的能量有關(guān)。,是積累因子，描述了散射光子對(duì)輻射衰減的影響,1-34,,為物質(zhì)中所考

3、慮那一點(diǎn)的未經(jīng)相互作用原射線光子計(jì)數(shù)率；,,1-35,物理意義：其大小反映了在考慮那一點(diǎn)散射光子對(duì)光子數(shù)的貢獻(xiàn)。對(duì)寬束而言B>1,理想窄束條件下B=1.,B近似計(jì)算：,,,,,,二、連續(xù)X射線在物質(zhì)中的衰減規(guī)律,一般情況下，X射線束是由能量連續(xù)分布的光子組成。當(dāng)穿過(guò)一定厚度的物質(zhì)時(shí)，各能量成分衰減的情況并不一樣，它不遵守單一的指數(shù)衰減規(guī)律，因此連續(xù)X射線的衰減規(guī)律比單能X射線復(fù)雜的多。理論上連續(xù)能譜窄束X射線的衰減可由下式描述,式

4、中，I1、I2、……In表示各種能量X射線束的透過(guò)強(qiáng)度；I01、I02、……I0n表示各種能量X射線束的入射強(qiáng)度；,1. 連續(xù)X射線的衰減規(guī)律,連續(xù)能譜的X射線束是能量從最小值到最大值之間的各種光子組成的混合線束，當(dāng)連續(xù)X射線通過(guò)物質(zhì)層時(shí)，其量和質(zhì)都變化。,2. 連續(xù)X射線在物質(zhì)中的衰減特點(diǎn),連續(xù)能譜X射線隨吸收物質(zhì)厚度的變化,特點(diǎn)：X射線的強(qiáng)度降低； X射線的平均能量提高； X射線 能譜的寬度變窄；特征X射線沒(méi)有變化。,管電壓和

5、慮過(guò)是決定X射線線質(zhì)的重要條件。,3. 決定X射線穿過(guò)物體時(shí)衰減程度的因素：,X射線的衰減與一定厚度內(nèi)的電子數(shù)有關(guān)。每克電子數(shù)越多的物質(zhì)比電子數(shù)少的物質(zhì)更容易衰減X射線。,① X射線本身的性質(zhì),② 物質(zhì)的密度,③ 原子序數(shù),④ 每千克物質(zhì)含有的電子數(shù),一般地講，入射光子的能量越大，X射線的穿透能力就越強(qiáng)；,吸收物質(zhì)的密度對(duì)X射線的減弱影響是正比關(guān)系。 如物質(zhì)密度加倍，則它對(duì)X射線的衰減也要加倍。,三、X射線的濾過(guò),在X射線管出口放置一定

6、均勻厚度的金屬，預(yù)先把X射線束中的低能成分吸收掉，將X射線的平均能量提高，這種過(guò)程就是所謂濾過(guò)。,固有濾過(guò)是指X射線機(jī)設(shè)備本身的濾過(guò)，即從X射線管陽(yáng)極靶到不可拆卸的濾過(guò)板之間濾過(guò)的總和，它包括X射線的管壁，絕緣油層，管套上的窗口和不可拆卸的濾過(guò)板。一般用鋁當(dāng)量表示。,1. X射線濾過(guò),2. 固有濾過(guò),鋁當(dāng)量是指一定厚度的鋁板與其他濾過(guò)材料相比較，對(duì)X射線具有相同的衰減效果，則此鋁板厚度就是該濾過(guò)材料的鋁當(dāng)量。單位mm Al。,X射線的濾

7、過(guò)分為固有濾過(guò)和附加濾過(guò)。,固有濾過(guò)與附加濾過(guò)的總和稱為總濾過(guò)。附加濾過(guò)使X射線的強(qiáng)度減小，但提高了X射線的有效能量，線質(zhì)變硬了。,4. 濾過(guò)板,在X射線診斷中通常都用鋁和銅作濾過(guò)板，鋁對(duì)低能射線是很好的濾過(guò)物質(zhì)，銅對(duì)高能物質(zhì)是很好的濾過(guò)物質(zhì)。一般診斷中都是單一鋁板作濾過(guò)板。,。,銅不能單獨(dú)作濾過(guò)板，經(jīng)常和鋁結(jié)合為復(fù)合濾過(guò)板（ 包括兩層或更多層的不同物質(zhì)）。,X射線離開(kāi)出線口后，從不可拆卸的濾過(guò)板（不包括它本身）到診視床面之間，包括用