第二篇 X线摄影理论
第九章节 X线成像
第一节 摄影用X线
一、X线的发现
1895年11月8日 伦琴在研究阴极射线管气体放电时发现的 1901年 获诺贝尔物理奖
二、X 线产生的条件
产生X线三个基本结构： 1、X线管 2、变压器 3、控制器
产生X线三个基本条件： 1、电子源
2、高压电场和高速运动电子源 3、电子束运动突然受阻（靶面）
三、连续X线与标识X线
X线管产生的X线由连续与标识X线组成 （一）连续X线（连续放射，韧致辐射）
产生：阴极高速运动的电子与所撞击的靶面上靶原子核相互作用产生的。由不同波长的光子组成
原理：阴极发射电子群，穿过阳极材料经过原子核附近→受到原子核吸引力发生偏折而速度减慢，电子愈近核失去能量越多，所放出X线波长就越短。一般电子群经第一次碰撞失去一部分能量，产生波长短X线后，再以低速继续碰撞，直能量消耗为止，产生的X线波长越来越长，多次放出光子能量不同，形成从O—到最大值连续光谱
产生条件：撞击阳极靶面的电子动能，取决于X线管两极间电压
管电压越高，阴极电子获动能越大，撞击靶物质原子核后立即停止运动，把
全部动能转为具有一定能量的光子，波长越短，穿透力越强 、
二．标识X线
当X线管阴极电子以很大动能撞击阳极靶面时，入射电子动能比原子内层 轨道（K：L.M层）电子结合能大时，内层轨道电子被击脱，轰出，内层轨道内留一空位，由入射电子的较高功能电子来填充，由于入射电子能大于内层轨道电子能，故多余能量以X线光子放出能量。这种由阳极靶面物质所决定的一部份X线叫标识放射。
某一原子有K、L、M、N层轨道电子，当阴极电子轰出不？能级的轨道电子时，就可产生K系、L系、M系等标识放射
元素原子产生的标识X线，是加在X线管两端电压供给能量，所需的电压与原子序数平方成正比，原子序数越大，产生X线波长越短
原子序数波长、铅13、钼42、钨74、铜29、银47
标识射线和连续X线比例
KV 60 100 120 150 标识X线﹪ 10 19 24 28 连续X线﹪ 90 81 76 72 四、X线的微粒性和波动性
X线的本质：X线属于电磁波的一种，它和其他光线一样具有二象性—微粒性和波动性，只是波长较短 （一）X线的微粒性
当一个原子受到内在或外来的激动，而射出电子、中子和质子，这些射出的粒子就成为不同的射线叫微粒辐射，X线具有其特性
如：X线子照射荧光物质原子内层轨道电子时，内层电子获能跃至外层轨道，当X线照射停止时，外层电子跃回内层，多余能以光放出
（二）X线的波动性 X线以波动方式传播，有波长和频率，并有波的干涉，衍射、反射和折射特性
在真空传播速度与光速相同λ= V 频率
（三）X线的二象性及其统一
X线在传播的过程中表现波动性，在与物质相互作用时表现微粒性 波动性解释X线的干涉、偏振，微粒性解释X线的光电效应，故X线具有波动性和微粒性并存，即二象性。
由量子力学将二者统一
认识X线本质应掌握以下基本观点
①在电磁波谱中，X线是介于紫外线和r射线之间的电磁波 ②X线与紫外线，r线一样都是电离辐射
③X线同时具微粒、波动性，前者特征是能量、动量和质量后者是波长和频率
④X线在传播时主表现为波动性（具波长、频率），辐射和吸收时，主表为微粒性（具能量、质量）
五、影响X线产生因素
直接影响因素，靶物质、管电压、管电流、高压波形 （一）阳极靶物质 X线强度与靶物质的原子序数成正比
在相同管电压，管电流相同情况下，阳极靶原子序数大，产生X线强度大，钨原子序数大，X线强度大，钼原子序数小，X线强度小
（二）管电压的影响 加在X线管阴、阳极端的高压，它影响X线的质
它是由X线波长来决定的，X线波长越短，X线光子所具有的能量就越大，穿透力强，即X线质硬
由于X线波长是由管电压决定的，故用KV表示X线的质（穿透力） X线束最大光子能量等于高速电子碰撞物质的动能，与管电压峰值有关，改变KV，即改变电子碰撞的动能，故X线强度与管电压（KV）n次方成正比 I×∝Vn
C 光速 （三）管电流的影响 加在X线管阴极灯丝上的电流多少，影响X线量管电流大，撞击阳极靶面电子数越多，产生的X线量也愈大，X线强度与管电流成正比。
I×∝I
（四）高压波形的影响 供应X线管两端的电压是脉动高压
脉动电压产生X线的 质比峰值时恒定电压低，在峰值电压相同情况下，6脉冲和12脉产生X线质，X线量均高于半波全波整流电压
原因：半波、全波整流电压比峰值恒定电压低，6脉冲、12脉冲电压接近峰值恒定电压
六、X线强度的空间分布 X线在X线管周围强度分布范围种类，厚度、靶面倾斜角度有关，以后者为甚
X线管轴
当靶面倾角20°时，经X线管长轴垂直有效焦点平面测定，近阳极端X线强度弱，近阴极端X线强度大，最大值在110°分布不对称通过X线管短轴垂直有效焦点平面测定，最大值在90°，分布对称，当靶面凹凸不平时，产生X线强度会改变上述规律，应换X线管
第二节 X线强度与衰减 一、X线的质和量
X线强度：指垂直于X线传播方向的单位面积上在单位时间所通过的光子
数和能量总和，常用X线量和质来表示
X线量：X线速的光子数 X线质：X线光子所带能量大小
（一）X线量 X线检查时，常用X线管电流与照射时间乘积表示X线量 利用X线照射空气，测定空气产生电荷电离多少来判断X线量。 表示方法：X线管电流mA X照射时间S=mAs表示
管电流：决定X线管阴极灯丝电流，管电流大，示阴极发射的电子数目多，撞击靶面产生的X线多
照射时间：指高压作用于X线管两极后产生X线的时间，与X线量成正比 X线量与下述有关：①与靶物质原子序数成正比
②与管电压的N次方成正比 ③与给予X线管的电能成正比
（二）X线质：表示X线的硬度或穿透力大小，常用KV表示
表示方法 一种：由X线波长来决定，波长短，X光能量大，穿透力强，波长
由管电压决定
二种：半价层：指入射 X线减少1/2时某物质的厚度，对同一物质来
说，半价层值大者，X线质硬，半价层值小者，X线质硬
二、X线衰减
X线穿过物质时，与构成物质的电子、原子、原子核相互作用，而能量减小的现象叫衰减
（一）光电吸收 （光电效应）实为物质对X线的吸收
入射光了与原子内层轨道电子碰撞时，将全部能量都传递给电子，而入线光子本身消失的现象叫光电吸收
获能内层电子摆脱原子核的吸引成为自由电子
在X线摄影中，光电吸收与λ量三次方成反比
光电吸收优点，产生质量好的照片影像 ①不产生散射线，减少照片灰雾
3
成正比，与物质原子序数Z3成正比，与光能