文档介绍：第一章
X射线的产生条件:
(1)电子源(阴极)发射电子
(2)加速电子增加动能的电位差(高管电压)
(3)一个高度真空(P<10-4Pa)的环境(玻璃外壳) ,使电子在运动过程中尽可能减少能量损耗,保护灯丝不被氧化。
(4)一个受电子轰击而辐射X射线的物体(阳极靶)。
X射线管的结构:
(cathode)
发射电子的电子源,使电子聚焦后去撞击阳极;
组成:发射电子的灯丝和聚焦电子的凹面阴极体。
圆焦点型:阴极灯丝绕成螺旋型,放在
碗状阴极槽中,散热差:
类型: 线焦点型:阴极灯丝绕成长螺线管型,
放在阴极体头部的长形凹槽中。
双焦点型:有大小不同的两组灯丝,可产生大
小双焦点,若选用大焦点,只给长灯丝通电。
(anode) 产生X射线。
固定式:钨、钼制成,嵌在铜制阳极体上—衬底
类型: 特点:产热高,用于管电流小,曝光时间长的牙科和骨科X光机
(按结构分) 旋转式:将阳极和阳极体作成圆盘状,用小电机带动旋转;
特点:产热均匀分布,避免局部过热,功率。
3. .有效焦点的面积为实际焦点面积的sinθ倍。(θ为靶与竖直方向的夹角)
X射线管阴、阳极体的作用:
阴极体作用:①使电子初聚焦②防止二次电子危害
阴极体作用:①接收从阴极发射出的电子并将它们传导至与X射线管相连的电缆,使其能返回高压发生器;
②为靶提供机械支撑;(3)良好的热辐射体。
X射线管的电特性
X射线管工作过程
阴极通电后温度升高,会产生热电子发射,阴极和阳极之间外接很高的直流电压,阴极发出的热电子被直流高压加速,以很高的速度轰击金属阳极,产生X线。
X射线管的焦点及焦点的性能参量
1、实际焦点:灯丝发射的电子,经聚焦加速后,撞击在阳极靶上的面积。
2、有效焦点:实际焦点在垂直于X射线管轴线方向上投影的面积,即X射线照射在胶片上的有效面积
实际焦点和有效焦点大小的影响
实际焦点面积增大,散热好,但有效焦点面积也增大,胶片影像模糊
实际焦点面积减小,阳极靶单位面积上的电子密度增大,实际焦点温度增大,阳极损坏;
图象有效焦点越小,影像越清晰;有效焦点为点光源时:胶片图象边界清晰;有效焦点为面光源时:胶片边界模糊有半影;
高斯分布>矩形分布>双峰分布
管电流增大,焦点增大,影像质量下降;
管电压增大,焦点增大,影像质量下降;
辐射形式:韧致辐射,标识辐射。
韧致辐射定义:(连续X射线产生)高能入射电子通过阳极原子核附近,受到原子核引力场的作用会降低速度并改变方向,入射电子损失的能量以电磁辐射的形式释放。这种形式产生的辐射称为“轫致辐射”或“制动辐射”
连续X射线产生原因:
每个高速电子与靶原子作用时的相对位置不同
每个电子与靶原子作用前的能量也不同
故各次相互作用对应的辐射损失也不同,因而发出的X光子频率也互不相同,大量的X光子组成了具有频率连续的X光谱。
连续X射线产生特点:
每条曲线都有一个峰值;
曲线在波长增加的方向上都无限延展,但强度越来越弱;
在波长减小的方向上,曲线都存在一个称为短波极限波长λmin的极限值;
随着管压的升高,辐射强度均相应地增强;
各曲线所对应的强度峰值和短波极限的位置均向短波方向移动。
标识辐射定义:(离散X射线)是高能电子与阳极物质内层电子作用的结果。高速电子把原子核外内层电子击出的过程中伴随的标识X射线的电磁辐射,称标识辐射,也称特征辐射。
产生条件:入射电子的动能大于阳极原子中壳层电子的结合能,而辐射光子的能量则仅仅取决于阳极原子的电子能级之差。标识X射线波长仅取决于阳极靶物质。
X射线的基本特性
1. X射线在均匀的、各向同性的介质中,是直线传播:
2. X射线不带电,不受外界磁场和电场影响;
3. X射线具有贯穿本领;(不同组织穿透性不同:骨骼--软组织--脂肪--肺、肠道)
4. X射线的荧光作用;(X射线照射荧光物质可发出荧光)透视、增感屏
5. X射线的电离作用;( X光子撞击电子一次电离,撞击其它原子二次电离)
6。 X射线的热作用;
7. X射线的化学和生物效应: (与物质进行光化学反应;生物体内电离和激发作用)
X射线的强度:单位时间内通过单位横截面积的辐射能量(光子数和每个光子能量决定)。
常用X射线的量和质表示强度;
量:X光子数目N,
质:X光子的能量hv(平均),可表示X射线的硬
度:穿透物质的能力
X射线按硬度大小分类:极软、软、硬、极硬四类;用途各异。
影响强度因素:
影响因素(增加)
X射线的质
X射线的量
毫安秒
不变
增加
管电压
增加
增加
靶原子序数
增加
增加
滤过