X线与物质的相互作用.ppt

X(或γ)射线与物质的相互作用
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原子的核外电子因与外界相互作用获得足够的能量，挣脱原子核对它的束缚，造成原子的电离。
电离是由具有足够动能的带电粒子，如电子、质子、α粒子，与原子中的电子碰撞引起的。
原子的核外电子受原子核的束缚不同，带电粒子必须具有不小于原子核外壳层电子的束缚能量，才能使物质的原子电离。
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不带电粒子，如光子、中子等，本身不能使物质电离，但借助它们与原子的壳层电子或原子核作用产生的次级粒子，如电子、反冲核等，随后在与物质中的原子作用，引起原子的电离。
由带电粒子通过碰撞直接引起物质的原子或分子的电离称为直接电离，这些带电粒子称为直接电离粒子。
不带电粒子通过它们与物质相互作用产生的带电粒子引起原子的电离，称为间接电离。这些不带电粒子称为间接电离粒子。
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由直接电离粒子或间接电离粒子、或两者混合组成的辐射成为电离辐射。
另外，有些辐射如红外线、可见光、微波等电磁波以及低能粒子，由于其能量低，不能引起物质原子的电离，成为非电离辐射。
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辐射的类型
Directly ionizing radiation
electrons
protons
α-particles
other heavy charged particle
Indirectly ionizing radiation
uncharged particles
such as neutron and photons
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电离辐射与物质的相互作用是X射线成像的物理基础和电离辐射剂量学的基础。
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带电粒子与物质的相互作用的主要方式
具有一定能量的带电粒子入射到靶物质中，与物质原子发生作用，作用的主要方式有
①与核外电子发生非弹性碰撞；
②与原子核发生非弹性碰撞；
③与原子核发生弹性碰撞；
④与原子核发生核反应。
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X线与物质的相互作用
X线与物质的作用都是和原子发生作用。X线在物质中可引起物理的、化学的和生物的各种效应。
当X光子进入生物组织后，与体内某个电子相互作用，形成高速电子和散射线。
高速电子通过组织时，与原子相互作用，使其电离或激发，产生化学变化和生物损伤；在被吸收的能量中，97％的转变为热能，3%的能量以引起化学变化的形式积蓄起来。
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X线与物质的相互作用
高速电子还可以发生辐射性碰撞而产生韧致辐射，韧致辐射线与散射线又象原射线一样继续与物质的原子作用。
平均30次左右的相互作用，一个入射光子的全部能量都转移给电子。
X光子进入生物组织后，光子能量在其中转移、吸收，最终引起生物效应。
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