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1、自测题 -3 与在 X 线产生应具备的条件无关的是（ ）A电子源B高真空C旋转阳极D高速电子的产生E电子的骤然减速自测题 -4 X 线产生中，电子从阴极射向阳极所获得的能量，决定于（ ）A X 线管灯丝加热电压B两极间的管电压C靶物质的原子序数1/89D管电流E.阴极灯丝焦点大小答： B考点 2】 X线产生的原理X 线的产生是高速电子和阳极靶物质的原子相互作用中能量转换的结果，利用了靶物质的3个特性：核电场、轨道电子结合能、原子存在有处于最低能级的需要。（自然法则能量最小法则：一切物质总是趋向于保持能量最低的状态。）阴极电子从静止到产生高速运动具备强大的动能，需要电场力对电子做功。带电粒子在电

2、场中产生的电势能等于：eV 。这个电势能做功全部转变为电子的动能：1/2mv2。电子的能量大小等于它的电荷量乘以X 线管两端的电压。靶物质的原子结构：处于原子中心的集中了原子绝大部分质量的体积很小的带正电荷原子核；分布在原子核周围很大半径范围里不同轨道上的质量忽略不计的带负电荷的电子。X 线管阳极靶物质是钨，其原子序数为74，就是说，钨的原子结构为：原子核内有74 个质子，核外轨道上一共有 74 个电子。原子核与轨道电子之间存在结合能，半径小的内层电子结合能大， 外层轨道电子的结合能比较小；电子在内层轨道运动时，原子的能量状态低，处于稳定状态；电子在外层轨道运动时，原子的能量状态高，处于不稳定

3、的受激发状态。当阴极电子高速撞击阳极靶面与靶物质的原子相互作用时，将会以两种方式把动能转变为X线能量。一种方式是高速电子受到靶物质原子核正电场的作用做急剧的减速运动辐射出能量；另一种方式是靶物质的原子发光机制，即高速电子击脱靶物质的原子核外内层轨道电子而激发原子发光。前者叫做连续放射，后者叫做特征放射。1连续放射连续放射又称为韧致放射， 是高速电子与靶物质原子核相互作用的结果。 阴极电子受原子核正电场的影响而失去能量急剧减速， 失去的能量直接以光子的形式放射出来； 连续放射产生出来的 X 线是一束波长不等的混合射线，其能量（波长）取决于：电子接近原子核的情况、电子的能量、原子核的电荷。（1）阴

4、极电子正撞到原子核，速度急剧减为零，电子的全部动能转变为 X 线能放射出来，这时的 X 线光子能量最大，波长最短。 min=hc / kVp=1.24/kVp（nm） 当施与 X 线管两端管电压为 l00kVp 时，电子所获得的最大能量就是 l00keV ，它所产生的 X 线光子的最短波长就是 0.0124nm。（2）阴极电子没有正撞到原子核而是从原子核旁经过时，离核越近受到的影响就越大，放射出来的光子的波长就越短； 离核越远受到的影响就越小， 放射出来的光子能量就越小， 波长越长。（3）阴极电子的能量大小因为整流方式不同也不一样。（4）连续射线的最强波长是最短波长的1.31.5 倍。（5）连

5、续射线的波谱随管电压升高而变化：管电压升高时： 最短波长向短波一侧移动； 强度曲线向短波一侧移动； 最强波长向短波一侧移动；产生的 X 线总能量将以管电压二次方比例增大。（6）阳极靶物质的原子序数大时，X 线总能量增大。（7） X 线的总能量将随管电流的增大而提高。2特征放射这是高速电子击脱靶物质原子的内层轨道电子， 而产生的一种放射方式。 一个常态的原子经常处于最低能级状态， 它永远保持其内层轨道电子是满员的。 当靶物质原子的 K 层电子被高速电子击脱时， K 层电子的空缺将要由外层电子补充，此时外层电子将把多余的能量作为 X线光子释放出来，此即 K 系特征放射；若 L 层电子的空缺，则由其

6、外层电子补充，即产生 L2/89系特征放射。特征放射是在靶物质原子壳层电子的跃迁中产生的。 特征放射的 X 线光子能量与冲击靶物质的高速电子能量无关。它只服从于靶物质的原子特性。X 线管钨靶的 K 层电子结合能为 69.5keV ，具有 70keV 以上能量的冲击电子都可以击脱 K 层电子，产生特征 X 线。70kVp 以下，不产生 K 特征 X 线； 80150kVp， K 特征 X 线占 10%28%； 150kVp 以上，特征 X线减少。总之，从 X 线管发出的 X 线是一束由连续 X 线和特征 X 线组成的混合射线， 特征 X 线是叠加在连续 X 线能谱内的。自测题 -5 有关连续 X

7、 线的解释，正确的是（ ）A连续 X线是高速电子与靶物质的轨道电子相互作用的结果B连续 X线与高速电子的能量无关C.连续 X线的质取决于管电流D连续 X线是高速电子与靶物质的原子核相互作用的结果E连续 X线的放射中，高速电子的能量没有丢失 D自测题 -6 关于连续 X 线的波谱特点，错误的是（ ）A管电压升高时，最短波长向短波一侧移动B管电压升高时，强度曲线向长波一侧移动C管电压升高时，最强波长向短波一侧移动D管电压升高时， X 线能量以管电压二次方比例增大E. 阳极靶物质的原子序数大时， X 线能量增大自测题 -7 有关特征 X 线的解释，错误的是（ ）A特征 X线是高速电子与靶物质原子的轨

8、道电子相互作用的结果B特征 X线产生的 X 线的质与高速电子的能量有关C特征 X线的波长，由跃迁的电子能量差所决定D靶物质原子序数较高时，特征 X 线的能量就大E管电压 70kVp 以下，不产生 K 系特征 X 线自测题 -8 与连续 X 线波长无关的是（ ）A阴极电子是否正撞到靶物质的原子核B阴极电子从靶物质原子核旁经过时离原子核的距离C阴极电子本身的能量大小D原子核的核电场强度大小E靶物质原子核外电子的结合能大小 E考点 3】 X线的本质与特性1 X线的本质X 线本质是一种电磁波，与无线电波、可见光、 射线一样都具有一定的波长和频率。由于 X 线光子能量大，可使物质产生电离，故又属于电磁波

9、中的电离辐射。 X 线与其他电磁波一样具有波粒二象性，这就是 X 线的本质。电磁波谱：无线电等 310 5 1cm3/89红外线0.01 0.0008cm可见光750 390nm紫外线390 2nm诊断用 X线0.01 0.008nm注：1m 10 9 nm（1）X 线的微粒性把 X 线看成是一个个的微粒光子组成的， 光子具有一定的能量和一定的动质量， 但无静止质量。 X 线与物质相互作用时表现出微粒性：每个光子具有一定能量，能产生光电效应，能激发荧光物质发出荧光等现象。（2） X 线的波动性X 线具有波动特有的现象波的干涉和衍射等。它以波动方式传播，是一种横波。 X 线在传播时表现了它的波动

10、性，具有频率和波长，具有干涉、衍射、反射和折射现象。2 X 线的特性X 线特性指的是 X 线本身的性能，它具有以下特性：（1）物理效应穿透作用： 由于 X 线波长很短， 光子能量大， 故具有很强的穿透力。X 线的穿透作用除与 X线波长（能量）有关外，还与被穿透物质的原子序数、密度和厚度等因素有关。荧光作用：荧光物质（如钨酸钙、氰化铂钡等）的原子，在X 线照射下被激发或电离，当恢复原有基态时，便释放出可见的荧光。电离作用： 具有足够能量的 X 线光子，不仅能击脱原子轨道的电子，产生一次电离，击脱的电子又与其它原子撞击，产生二次电离。电离作用是X 线剂量测量、 X 线治疗、 X 线损伤的基础。干涉

11、、衍射、反射与折射作用：X 线与可见光一样具有这些重要的光学特性。它可在X 线显微镜、波长测定和物质结构分析中得到应用。（2）化学效应感光作用： X 线具有光化学作用，可使摄影胶片感光。着色作用：某些物质经X 线长期照射后，其结晶脱水变色。如铅玻璃经X 线长期照射后着色。（3）生物效应X 线是电离辐射， 它对生物细胞特别是增殖性强的细胞有抑制、损伤，甚至使其坏死的作用。它是 X 线治疗的基础；是放射卫生防护的根据。3 X 线产生的效率在 X 线管中产生 X 线能量与加速电子所消耗电能的比值叫X 线的产生效率， 用符号 表示。= 产生的 X 线总能量 / 阴极高速电子流的总能量 = k （ V2

12、ZI / VI） = kVZ （ %）式中， V：管电压， Z：靶物质原子序数， I ：管电流， k：系数在 X 线诊断范围内： k=1.1 10-9 。例题：管电压为 100kV，靶物质为钨（ W），原子序数74 时， X 线的产生效率为：= 1.1 10 -9 7410 5 0.0081 0.81%从上例可见，加速阴极电子所消耗的电能只有 0.81%作为 X 线能量被利用，其余都转换为热能。 X 线的产生效率是很低的。自测题 -9 关于 X 线性质的叙述，错误的是（ ）A X 线与红外线和紫外线一样，均为电磁波B X 线具有波动和微粒的二象性C康普顿效应可证明它的微粒性4/89D光电效应可

13、证明它的波动性E X 线不具有静止质量和电荷自测题 -10 不属于 X 线物理效应的作用是（ ）A穿透作用B电离作用C荧光作用D着色作用E干射与衍射作用自测题 -11 关于 X 线的本质，正确的叙述是（ ）A X 线属于电磁波中的电离辐射，具有波粒二象性B X 线的微粒性表明 X 光子具有一定的能量和静止质量C X 线在传播时表现出微粒性D X 线的波动性表明 X 线能激发荧光物质发出荧光E X 线在与物质相互作用时表现出波动性自测题 -12 对 X 线产生效率的说法，正确的是（ ）A X 线管产生 X 线的效率很高B X 线管产生 X 线的效率很低C X 线管产生 X 线的效率可能很高也可能

14、很低D X 线管产生 X 线的效率一般E X 线管产生 X 线的效率为 100%自测题 -13 关于 X 线的穿透作用，下述说法错误的是（ ）A X 线具有一定的穿透能力B X 线的穿透力与 X 线的频率成反比C X 线的穿透力与被穿透物质的原子序数成反比D X 线的穿透力与被穿透物质的密度成反比E X 线的穿透力与被穿透物质的厚度成反比自测题 -14 X 线的荧光作用不能用于（ ）A X 线透视荧光屏B X 线摄影增感屏C CT 机的晶体探测器D X 线治疗E 影像增强管自测题 -15 X 线在医学 影像 检查技术中被应用的最基本的特性是（ ）B荧光作用C电离作用D感光作用E生物效应5/89

15、自测题 -16 X 线的哪项特性是 X 线剂量、 X 线治疗、 X 线损伤的基础（ ）【考点 4】X 线强度1 X 线强度的定义X 线强度是垂直于 X 线束的单位面积上， 在单位时间内通过的 X 线光子数量与能量之总和， 即 X 线束中的光子数量乘以每个光子的能量。 在实际应用中， 常以 X 线量与质的乘积表示 X 线强度。量是指线束中的光子数，质则是光子的能量（也称穿透力）。连续 X 线波谱中每条曲线下的面积表示连续 X线的总强度。2 影响 X 线强度的因素（ 1）靶物质在一定的管电压和管电流下， X 线量的多少决定于靶物质：靶物质的原子序数越高，产生的X 线效率就越高。对于连续 X 线而言

16、，靶物质的原子序数决定 X 线量的产生；而对于特征 X线而言，靶物质的原子序数决定所产生的特征 X 线波长的性质。（2）管电压管电压决定产生 X 线最大能量的性质； 另外增加管电压也将增加产生 X 线的量。所以 X线强度与管电压的平方成正比。（3）管电流管电流的大小并不决定 X 线的质。但是在管电压一定的前提下， X 线强度决定于管电流。管电流越大，撞击阳极靶面的电子数就越多，产生的 X 线光子数就越多。（4）高压波形X线发生器产生的高压都是脉动式的，由于不同的整流方式，所产生的高压波形的脉动率有很大区别。 X 线光子能量取决于 X 线的最短波长，即决定于管电压的峰值，整流后的脉动电压越接近峰

17、值，其 X 线强度越大。3 X 线质的表示方法（1）半值层（ HVL）： X 线强度衰减到初始值的一半时所需的标准吸收物质的厚度。（2）电子的加速电压（管电压）。（3）有效能量：在连续 X 线情况下使用这一概念。（4）硬度：低能量 X 线称为软射线，高能量 X 线称为硬射线。（5） X 线波谱分布：它表示 X 线的波长分布或能量分布。4 X 线的不均等性诊断用 X线为连续 X线与特征 X线的混合，主要为连续 X线。连续 X线的波长由最短波长 （ min） 到长波长领域有一个很广的范围。 这种 X 线称为不均等 X 线。不均等 X 线由于滤过板的使用，长波长领域的 X 线被吸收，成为近似均等 X

18、 线。这种均等度以不均等度 h 或 表示。h=H2H1 （H1：第 1 半值层， H2：第 2 半值层 ）或 = eff / 0 （ 0 ：最短波长， eff ：有效波长 ）均等 X 线场合下， h=1， =1，不均等 X线 h1， 1。有效波长：单一能量波长的半值层等于连续 x 线的半值层时，此波长称作有效波长（ eff ） 。6/89有效电压：产生有效波长的最短波长的管电压，称作有效电压。eff = 1.24 Veff （kV）（nm）有效能量：将有效电压用能量单位 （keV） 表示时，此能量为有效能量（或等效能量）。自测题 -17 关于 X 线强度的叙述，错误的是（ ）A X 线强度指的

19、是管电压的高低B kVp 代表 X 线的质， mAs代表 X 线的量C阳极靶物质的原子序数越高， X 线强度越大D X 线强度与管电压平方成正比E整流后的脉动电压越接近峰值，其 X 线强度越大自测题 -18 关于 X 线质的表示，正确的是（ ）A X 线管的滤过B X 线管电压和半值层C X 线管电流D高速电子的数量E阳极靶物质的原子序数自测题 -19 影响 X 线强度的因素不包括（ ）A X 线管电压B X 线管电流C 靶物质的原子序数D 阳极柄的材料E高压的脉动率自测题 -20 不能表示 X 线质的概念是（ ）A 半值层B X线管电压C 有效能量DX线波长E X 线的不均等度自测题 -21

20、 关于 X 线强度的定义，错误的说法是（ ）A是指垂直于 X 线束的单位面积上在单位时间内通过的光子数和能量的总和 B 也即是 X 线束中的光子数乘以每个光子的能量C在实际应用中常用管电压的高低来表示D量是指 X 线束中的光子数，质则是光子的能量E连续 X 线波谱中每条曲线下的面积表示连续 X 线的总强度答：自测题 -22 下列与 X 线的质和量有关的叙述中，错误的是（ ）A X 线强度受管电压、管电流、靶物质及高压波形的影响B X 线强度与管电压的平方成正比C管电流越大，产生的 X线光子数就越多D 对特征 X 线来说，靶物质的原子序数决定产生特征 X 线的量E 整流后的脉动电压越接近峰值，其

21、 X 线强度越大7/89【考点 5】X 线与物质的相互作用相互作用形式：相干散射、光电效应、康普顿效应、电子对效应和光核反应五种。1相干散射它是一个低能量的光子冲击到物质的原子上，形成原子的激发状态。原子在恢复其常态时，放出一个与原入射光子同样波长、方向不同的光子，此即相干散射。相干散射在 X线与物质相互作用时所占几率很小，不超过 5，实际作用不大。2光电效应（1）光电效应的定义X 线与物质相互作用时， X 线光子能量 （h ） 全部给予了物质原子的壳层电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚成为自由电子 （ 即光电子 ） 。而 X 线光子本身则被物质的原子吸收，这一过程称为光电效应。（2）光电效

22、应的产物光电效应，在摄影用 X 线能量范围内是和物质相互作用的主要形式之一。它是以光子击脱原子的内层轨道电子而发生。有如特征放射的发生过程。但又不完全一样， 其主要差别是击脱电子的方式不同。光电效应可产生三种东西： 特征放射、 光电子 （ 也叫负离子 ） 和正离子 （ 即缺少电子的原子 ） 。在产生光电效应的过程中，当一个光子在击脱电子时，其大部分能量是用于克服电子的结合能， 多余能量作为被击脱电子（ 光电子、负离子 ） 的动能。由于带电粒子穿透力很小，当这个电子进入空间后，很快就被吸收掉。 失掉电子的原子轨道上的电子空位，很快就有电子来补充。 这个电子经常是来自同原子的L 层或 M层轨道上的

23、电子， 有时也可来自其他原子的自由电子。在电子落入K 层时放出能量，产生特性放射。但因其能量很低， 在很近的距离内则又被吸收掉。 例如， 钙是人体内最高原子序数的元素，它的最大能量的特性光子也只有4kev 。这样小的光子能量，从它的发生点几个毫米内即可被吸收。但必须注意，常用造影剂碘和钡，所产生的特性放射，会有足够的能量离开人体，而使胶片产生灰雾。（3）光电效应产生的条件光子能量与电子结合能，必须“接近相等”才容易产生光电效应。就是说， 光子的能量要稍大于电子的结合能或等于电子的结合能。例如，碘的K 层电子结合能为 33.2 kev ，若光子能量为 33.0kev ，就不能击脱该层电子。另一方

24、面，一个有34kev 能量的光子，又比一个具有 100kev 能量的光子更容易和碘K 层电子发生作用。这就是说，光子能量的增加，反而会使光电作用的几率下降。实际上，光电效应大约和能量的三次方成反比。在实际摄影中，我们通过调整管电压的数值就可以达到调制影像 的目的。轨道电子结合得越紧越容易产生光电效应。高原子序数元素比低原子序数元素的轨道电子结合的紧。在低原子序数元素中， 光电效应都产生在 K层，因为这一类元素只有 K 层电子结合的比较紧。 对高原子序数的元素， 光子能量不足以击脱它的K 层电子， 光电效应常发生在 L 层、 M层，因为这两层轨道电子结合的都比较紧，容易产生光电效应。所以说， 光

25、电效应的几率， 随原子序数的增高而很快增加。其发生几率和原子序数的三次方成正比。光电效应 （ 原子序数 ）3 。它说明摄影中的 3 个实际问题：不同密度物质的影像，所以能产生明显对比 影像的原因；密度的变化可明显影响到摄影条件；要根据不同密度的物质，选择适当的射线能量。（4）光电效应在 X 线摄影中的实际意义光电效应不产生有效的散射，对胶片不产生灰雾。光电效应可增加射线对比度。 X 线影像 的对比，产生于不同组织的吸收差异，这种吸收差别愈大， 则对比度愈高。 因为，光电效应的几率和原子序数的三次方成正比。8/89所以， 光电效应可扩大不同元素所构成的组织的 影像 对比。例如，肌肉和脂肪间的对比度很小，如果选用低 kVp 摄影，就可以利用肌肉和脂肪在光电效应中所产生的较大吸收差别来获得影像 。光电效应中，因光子的能量全部被吸收，这就使患者接受的照射量比任何其他作用都多。为了减少对患者的照射，在适当的情况下，要采用高能量的射线。3康普顿效应康普顿效应也称散射效应或康普顿散射。它是 X 线诊断能量范围内， X 线与物质相互作用的另一种主要形式。 当一个光子在击脱原子外层轨道上的电子时， 入射光子就被偏转以新的方向散射出去，成为散射光子。而被击脱的电子从原子中以与入射光子方向呈 角方向射出， 成为反冲电子。 其间 X 线光子的能量一部分作为反跳电子的动能