《放射物理與防護(hù)》教學(xué)課件：3第三章1：x線的產(chǎn)生

第三章X線的產(chǎn)生潞河醫(yī)院放射科王珍琦第三章X線的產(chǎn)生潞河醫(yī)院放射科王珍琦第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)倫琴的全名是威爾姆·康拉德·倫琴（WilhelmConradRoentgen），德國(guó)物理學(xué)家。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年11月8日，德國(guó)著名物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了x線。倫琴在做陰極射線管的放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)用黑紙包著的照相底片感光了，附近一塊涂有鉑氰化鋇的紙屏上發(fā)出綠色熒光。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象倫琴推測(cè)，這一定是從陰極射線管發(fā)出的一種新射線，能使照相底片感光和產(chǎn)生熒光。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年11月8日，德國(guó)著名物理第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)

倫琴欣喜若狂，在順手拿起熒光板想親吻時(shí)，突然一個(gè)完整手骨的影子呈現(xiàn)在熒光板上。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)倫琴證明了這種效應(yīng)是一種看不見(jiàn)的射線引起的，它能穿過(guò)紙和2--3厘米厚的木頭，能穿過(guò)薄鋁片，但不能穿過(guò)較厚的金屬和其他致密物質(zhì)。如果把手放在管子與熒光屏之間，可以看到手上的骨骼。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)倫琴證明了這種效應(yīng)是一種看不見(jiàn)的第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種射線能穿透木板、衣服和厚厚的書(shū)本，但可被鉛板遮擋；在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明它不帶電荷12月28日，他宣布了自己的新發(fā)現(xiàn)，并將這個(gè)性質(zhì)不明的射線叫做X射線。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種射線能穿透木板第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)世界上第一張x線照片：1895年11月22日，倫琴夫人手的照片。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年12月28日：倫琴“關(guān)于一種新的射線的初步報(bào)告”發(fā)表。1896年01月05日：《維也納報(bào)》頭版發(fā)表消息，轟動(dòng)世界。1896年：利用x線從患者身體上取出一枚鋼針。1901年：倫琴獲得第一屆諾貝爾物理獎(jiǎng)。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年12月28日：倫琴“關(guān)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)X線的發(fā)現(xiàn)可謂醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象是，倫琴發(fā)現(xiàn)X線后，并沒(méi)有自此全身心地投入X線研究，而是繼續(xù)自己以前的實(shí)驗(yàn)。倫琴是位無(wú)私的人，他把自己的發(fā)現(xiàn)公布于眾，把X線的研究留給了后來(lái)人。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象是，倫琴發(fā)第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性一、X線的本質(zhì)X線是電磁輻射中的一部分，屬于電離輻射。X線與可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、射線完全相同，都是電磁波。它具有電磁波的共性：波動(dòng)性和粒子性。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性一、X線的本質(zhì)第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性1.X線具有波動(dòng)性：主要表現(xiàn)在以一定的波長(zhǎng)和頻率在空間傳播，它是一種橫波，其傳播速度在真空中與光速相同，可以用波長(zhǎng)、頻率等物理量來(lái)描述，并有反射、干涉、衍射等現(xiàn)象。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性1.X線具有波動(dòng)性：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性無(wú)線電波紅外線可見(jiàn)光線紫外線X光線Y光線10-------------------------10-3nm第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性無(wú)線電波紅外線第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.X線具有粒子性:

具有光電效應(yīng)、康普頓散射、熒光作用和電離作用等現(xiàn)象。X射線束由光子流組成。每個(gè)光子具有能量：

E=mc2=hv（h=6.626*10-34J*S普朗克常數(shù)）

（v是光的頻率）第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.X線具有粒子性:第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.X線具有波粒二象性：波：X線在傳播時(shí)，表現(xiàn)了它的波動(dòng)性，具有頻率和波長(zhǎng)，并有干涉、衍射等現(xiàn)象；粒：X線與物質(zhì)相互作用時(shí)，表現(xiàn)了它的粒子特性，具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.X線具有波粒二象性：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二、x線的基本特征一）物理特性：1.X線在均勻的、各向同性的介質(zhì)中，是直線傳播的不可見(jiàn)電磁波。2.X線不帶電，它不受外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)的影響。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二、x線的基本特征第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.穿透本領(lǐng)：穿透本領(lǐng)強(qiáng)弱的主要因素：①x射線的能量；（E↑，強(qiáng)）②物質(zhì)材料的密度；（ρ↑，弱）③物質(zhì)的原子序數(shù)。（Z↑，弱）第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.穿透本領(lǐng)：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性正是此道理，x線穿過(guò)人體不同組織或器官不同部位，強(qiáng)弱差異，顯影成像。透視、攝影、CT檢查的物理基礎(chǔ)。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性

人體組織對(duì)x線的穿透性易透過(guò)組織中透過(guò)組織不易透過(guò)組織肺、胃腸道肌肉組織骨（鈣鹽）鼻竇、乳突結(jié)締組織脂肪組織軟骨、血液第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性人體組織對(duì)第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性4.熒光作用：某些物質(zhì)被x線照射后，能激發(fā)出可見(jiàn)熒光。熒光物質(zhì)如：磷、鎢酸鈣、鉑氰化鋇、銀激活的硫化鋅鎘等。

x線的發(fā)現(xiàn)也是基于它的熒光作用。

第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性4.熒光作用：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性透視用的熒光屏；攝影用暗盒中的增感屏；影像增強(qiáng)器中的輸入屏和輸出屏；測(cè)定輻射量的閃爍晶體；熒光玻璃等，都是根據(jù)這一作用制成。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性透視用的熒光屏；第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性5.電離作用：使原子核外的電子脫離。X線雖不帶電，但有足夠能量的x線光子可以撞擊出物質(zhì)原子中的電子，使電子脫離原子而產(chǎn)生第一次電離。獲得足夠能量脫離原子的電子，又與其他原子作用，產(chǎn)生二次電離。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性5.電離作用：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性很容易收集起氣體中的電離電荷，通過(guò)測(cè)定電離電荷的多少就可以知道x射線的照射量。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性多種測(cè)定照射量?jī)x器的探頭（如：電離正比計(jì)數(shù)管、蓋革彌勒計(jì)數(shù)管等）都是利用這個(gè)原理制成的。電離作用：是x射線損傷和治療的基礎(chǔ)。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性多種測(cè)定照射量?jī)x器的探頭（如：電離第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性6.熱作用：X線被物質(zhì)吸收，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使物體升溫。量熱法：測(cè)定x射線吸收劑量就是依據(jù)此原理研究出來(lái)的。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性6.熱作用：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二）化學(xué)特性1.感光作用X線和可見(jiàn)光一樣，同樣具有光化學(xué)作用?？墒鼓z片乳劑感光。廣泛應(yīng)用于人體x線攝影和工業(yè)無(wú)損探傷檢測(cè)等。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二）化學(xué)特性第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.著色作用某些物質(zhì)，經(jīng)x射線長(zhǎng)期大劑量照射后，其結(jié)晶體脫水漸漸改變顏色。（又稱之為脫水作用）如：氰化鋇、鉛玻璃、水晶等。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.著色作用第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性三）生物效應(yīng)特性當(dāng)x線照射到生物體時(shí)，能使生物體細(xì)胞抑制、損傷甚至壞死。尤其是增殖性強(qiáng)的細(xì)胞。（這是腫瘤治療的基礎(chǔ)）正常的細(xì)胞可能損傷故而應(yīng)注意對(duì)非受檢部位的屏蔽防護(hù)。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性三）生物效應(yīng)特性X線發(fā)現(xiàn)、本質(zhì)、特征小結(jié)1.X線的發(fā)現(xiàn)？2.X線的本質(zhì)？3.X線的特征？X線發(fā)現(xiàn)、本質(zhì)、特征小結(jié)1.X線的發(fā)現(xiàn)？本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)1.X線是何時(shí)發(fā)現(xiàn)的？A1895年12月22日B1895年12月28日C1895年11月8日D1896年01月05日答案：C本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)1.X線是何時(shí)發(fā)現(xiàn)的？答案：C本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)2.X線是何時(shí)發(fā)現(xiàn)的？被誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？X線是1895年11月8日，德國(guó)物理學(xué)家威爾姆·康拉德·倫琴發(fā)現(xiàn)的。本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)2.X線是何時(shí)發(fā)現(xiàn)的？被誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？X線是1895本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)3.X線的本質(zhì)是什么？X線的本質(zhì)就是電磁波。只不過(guò)X線的頻率很高，約在3*1016—3*1020Hz之間，波長(zhǎng)很短，約在10—10-3nm之間。它具有電磁波的共性：波動(dòng)性和粒子性。本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)3.X線的本質(zhì)是什么？X線的本質(zhì)就是電磁波。只不本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)4.下面不屬于X線的物理特性的是？A穿透本領(lǐng)B熒光作用C感光作用D電離作用E著色作用答案：C.E感光作用和著色作用屬于化學(xué)特性。本節(jié)課小測(cè)驗(yàn)4.下面不屬于X線的物理特性的是？答案：C.E本節(jié)課思考題生物學(xué)效應(yīng)是哪樣治療的基礎(chǔ)？它是放射治療的基礎(chǔ)。生物細(xì)胞特別是增值性強(qiáng)的細(xì)胞，經(jīng)一定量X線照射后，可產(chǎn)生抑制、損傷甚至壞死。人體組織吸收一定劑量X線后，視其敏感程度的不同，而出現(xiàn)種種反應(yīng)，當(dāng)然對(duì)人體正常組織也可能產(chǎn)生損傷作用，故而應(yīng)對(duì)非受檢部位進(jìn)行屏蔽防護(hù)。本節(jié)課思考題生物學(xué)效應(yīng)是哪樣治療的基礎(chǔ)？它是放射治療的基謝謝謝謝第三章X線的產(chǎn)生潞河醫(yī)院放射科王珍琦第三章X線的產(chǎn)生潞河醫(yī)院放射科王珍琦第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)倫琴的全名是威爾姆·康拉德·倫琴（WilhelmConradRoentgen），德國(guó)物理學(xué)家。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年11月8日，德國(guó)著名物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了x線。倫琴在做陰極射線管的放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)用黑紙包著的照相底片感光了，附近一塊涂有鉑氰化鋇的紙屏上發(fā)出綠色熒光。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象倫琴推測(cè)，這一定是從陰極射線管發(fā)出的一種新射線，能使照相底片感光和產(chǎn)生熒光。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年11月8日，德國(guó)著名物理第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)

倫琴欣喜若狂，在順手拿起熒光板想親吻時(shí)，突然一個(gè)完整手骨的影子呈現(xiàn)在熒光板上。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)倫琴證明了這種效應(yīng)是一種看不見(jiàn)的射線引起的，它能穿過(guò)紙和2--3厘米厚的木頭，能穿過(guò)薄鋁片，但不能穿過(guò)較厚的金屬和其他致密物質(zhì)。如果把手放在管子與熒光屏之間，可以看到手上的骨骼。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)倫琴證明了這種效應(yīng)是一種看不見(jiàn)的第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種射線能穿透木板、衣服和厚厚的書(shū)本，但可被鉛板遮擋；在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明它不帶電荷12月28日，他宣布了自己的新發(fā)現(xiàn)，并將這個(gè)性質(zhì)不明的射線叫做X射線。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種射線能穿透木板第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)世界上第一張x線照片：1895年11月22日，倫琴夫人手的照片。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年12月28日：倫琴“關(guān)于一種新的射線的初步報(bào)告”發(fā)表。1896年01月05日：《維也納報(bào)》頭版發(fā)表消息，轟動(dòng)世界。1896年：利用x線從患者身體上取出一枚鋼針。1901年：倫琴獲得第一屆諾貝爾物理獎(jiǎng)。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)1895年12月28日：倫琴“關(guān)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)X線的發(fā)現(xiàn)可謂醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象是，倫琴發(fā)現(xiàn)X線后，并沒(méi)有自此全身心地投入X線研究，而是繼續(xù)自己以前的實(shí)驗(yàn)。倫琴是位無(wú)私的人，他把自己的發(fā)現(xiàn)公布于眾，把X線的研究留給了后來(lái)人。第一節(jié)X線的發(fā)現(xiàn)還有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象是，倫琴發(fā)第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性一、X線的本質(zhì)X線是電磁輻射中的一部分，屬于電離輻射。X線與可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、射線完全相同，都是電磁波。它具有電磁波的共性：波動(dòng)性和粒子性。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性一、X線的本質(zhì)第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性1.X線具有波動(dòng)性：主要表現(xiàn)在以一定的波長(zhǎng)和頻率在空間傳播，它是一種橫波，其傳播速度在真空中與光速相同，可以用波長(zhǎng)、頻率等物理量來(lái)描述，并有反射、干涉、衍射等現(xiàn)象。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性1.X線具有波動(dòng)性：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性無(wú)線電波紅外線可見(jiàn)光線紫外線X光線Y光線10-------------------------10-3nm第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性無(wú)線電波紅外線第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.X線具有粒子性:

具有光電效應(yīng)、康普頓散射、熒光作用和電離作用等現(xiàn)象。X射線束由光子流組成。每個(gè)光子具有能量：

E=mc2=hv（h=6.626*10-34J*S普朗克常數(shù)）

（v是光的頻率）第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.X線具有粒子性:第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.X線具有波粒二象性：波：X線在傳播時(shí)，表現(xiàn)了它的波動(dòng)性，具有頻率和波長(zhǎng)，并有干涉、衍射等現(xiàn)象；粒：X線與物質(zhì)相互作用時(shí)，表現(xiàn)了它的粒子特性，具有能量、質(zhì)量和動(dòng)量。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.X線具有波粒二象性：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二、x線的基本特征一）物理特性：1.X線在均勻的、各向同性的介質(zhì)中，是直線傳播的不可見(jiàn)電磁波。2.X線不帶電，它不受外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)的影響。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二、x線的基本特征第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.穿透本領(lǐng)：穿透本領(lǐng)強(qiáng)弱的主要因素：①x射線的能量；（E↑，強(qiáng)）②物質(zhì)材料的密度；（ρ↑，弱）③物質(zhì)的原子序數(shù)。（Z↑，弱）第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性3.穿透本領(lǐng)：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性正是此道理，x線穿過(guò)人體不同組織或器官不同部位，強(qiáng)弱差異，顯影成像。透視、攝影、CT檢查的物理基礎(chǔ)。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性

人體組織對(duì)x線的穿透性易透過(guò)組織中透過(guò)組織不易透過(guò)組織肺、胃腸道肌肉組織骨（鈣鹽）鼻竇、乳突結(jié)締組織脂肪組織軟骨、血液第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性人體組織對(duì)第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性4.熒光作用：某些物質(zhì)被x線照射后，能激發(fā)出可見(jiàn)熒光。熒光物質(zhì)如：磷、鎢酸鈣、鉑氰化鋇、銀激活的硫化鋅鎘等。

x線的發(fā)現(xiàn)也是基于它的熒光作用。

第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性4.熒光作用：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性透視用的熒光屏；攝影用暗盒中的增感屏；影像增強(qiáng)器中的輸入屏和輸出屏；測(cè)定輻射量的閃爍晶體；熒光玻璃等，都是根據(jù)這一作用制成。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性透視用的熒光屏；第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性5.電離作用：使原子核外的電子脫離。X線雖不帶電，但有足夠能量的x線光子可以撞擊出物質(zhì)原子中的電子，使電子脫離原子而產(chǎn)生第一次電離。獲得足夠能量脫離原子的電子，又與其他原子作用，產(chǎn)生二次電離。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性5.電離作用：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性很容易收集起氣體中的電離電荷，通過(guò)測(cè)定電離電荷的多少就可以知道x射線的照射量。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性多種測(cè)定照射量?jī)x器的探頭（如：電離正比計(jì)數(shù)管、蓋革彌勒計(jì)數(shù)管等）都是利用這個(gè)原理制成的。電離作用：是x射線損傷和治療的基礎(chǔ)。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性多種測(cè)定照射量?jī)x器的探頭（如：電離第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性6.熱作用：X線被物質(zhì)吸收，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使物體升溫。量熱法：測(cè)定x射線吸收劑量就是依據(jù)此原理研究出來(lái)的。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性6.熱作用：第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二）化學(xué)特性1.感光作用X線和可見(jiàn)光一樣，同樣具有光化學(xué)作用?？墒鼓z片乳劑感光。廣泛應(yīng)用于人體x線攝影和工業(yè)無(wú)損探傷檢測(cè)等。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性二）化學(xué)特性第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.著色作用某些物質(zhì)，經(jīng)x射線長(zhǎng)期大劑量照射后，其結(jié)晶體脫水漸漸改變顏色。（又稱之為脫水作用）如：氰化鋇、鉛玻璃、水晶等。第二節(jié)x線的本質(zhì)與特性2.著色作用第二節(jié)x線的本質(zhì)與