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放射防护课件6.X(γ )射线射线在物质中的衰减规律

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谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯

39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
射线透过物质的衰减及规律
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子

X射线射线在物质中的衰减规律分析

X射线射线在物质中的衰减规律分析

X射线射线在物质中的衰减规律分析X射线是一种电磁波，具有很高的穿透能力。

当X射线通过物质时，会发生衰减，其衰减规律可以通过对X射线的相互作用、吸收和散射进行分析得出。

X射线在物质中的衰减主要受以下几个因素的影响：1.光子能量：X射线的能量决定了它在物质中的穿透能力。

能量较高的X射线，其穿透能力更强，相对衰减较小。

2.物质的原子序数和密度：物质的原子序数越大，其与X射线的相互作用越强，吸收和散射的几率越大。

此外，物质的密度也会影响到X射线的穿透能力。

3.物质的厚度：物质的厚度越大，X射线在其中的衰减越明显。

衰减规律可以用贝尔-朗伯定律表示：通过一定厚度的物质的射线强度与初始射线强度之比等于e的负一次方。

4.材料的吸收特性：不同的物质对X射线的吸收情况不同，这取决于物质的化学组成和结构。

一些元素（如铅）对X射线有很强的吸收能力，可以用作防护材料。

在实际应用中，通过测量X射线透射或散射的强度，可以对物质进行成分分析和缺陷检测。

常见的X射线衰减规律有：1.能谱吸收规律：当X射线通过物质时，其能量光子被物质吸收，只有剩余能量光子透射。

吸收的能量与物质的厚度成正比。

根据具体的应用需求，可以通过测量透射X射线的能量谱进行物质成分和浓度的分析。

2.指数规律：当X射线通过物质时，其透射强度与物质的厚度呈指数关系。

例如，当X射线通过一定厚度的物质时，其透射强度为初始强度的1/10，再通过同样厚度的物质时，透射强度为初始强度的1/100，以此类推。

具体的指数衰减规律可以通过测量得到。

3.拉伯衰减规律：对于均匀介质，X射线透射强度与厚度的乘积成指数关系。

即透射强度与物质厚度的乘积等于e的负一次方。

这个规律适用于厚度比较小的样品，但不适用于厚度相对较大的样品。

需要注意的是，以上衰减规律是在理想条件下的近似描述，实际情况可能受到多种因素的影响，如能谱漂移、散射、复合效应等。

此外，物质的成分、结构和形态等因素也可能对X射线的吸收和散射产生影响，因此在具体的应用中需要进行更详细的分析和研究。

x或γ射线在物质中的衰减

x或γ射线在物质中的衰减

肌肉 0.4012×102 0.2933×102 0.2455×102 0.2213×102 0.2076×102 0.1994×102 0.1942×102 0.1906×102 0.1882×102 0.1864×102 0.1852×102 0.1842×102
骨 2.4434×102 1.4179×102 0.9677×102 0.7342×102 0.6047×102 0.5408×102 0.4865×102 0.4530×102 0.4298×102 0.4132×102 0.4010×102 0.3918×102
第二节 连续X射线在物质中的衰减规律
一、连续X射线在物质中的衰减特点
第二节 连续X射线在物质中的衰减规律
一、连续X射线在物质中的衰减特点
理论上，连续能谱窄束X线的衰减可由下式描述：
I I1 I2 In
I I 0 e 1 1 x I 0 e 2 2 x I 0 e n n x
用铝当量表示（ mm Al）一般诊 断X线机的固有滤 过在0.5～2 mm Al
（二）附加滤过
1、用工具可拆卸的附加过滤板 2、可选择的附加过滤板 3、遮光器中的反光镜 4、有机玻璃窗的过滤
（1）过滤板的选择
铝 13 对低能射线是很好的过滤物质 铜 29 对高能射线是很好的过滤物质
铜与铝共用，铜在上，铝在下。
22
1.0
3.28×10-4（1270mR）
47
3.0
1.20×10-4（465mR）
80
（4）过滤与投照时间
适当增加照射时间 高千伏、厚滤过摄影 时间延长
了，但受照射剂量却大幅降低。
第三节 医学放射学中X射线的衰减

X(或γ)射线在物质中的衰减

X(或γ)射线在物质中的衰减

五、利用X射线的肿瘤放射治疗技术
肿瘤细胞自身分裂繁殖活跃，它对放射线 的敏感性比发育成熟的正常细胞高 皮肤和表浅组织肿瘤，利用低能X线或加速 器产生电子线进行近距离照射治疗 深部肿瘤采用电子直线加速器的高能X线治 疗 X线能量几个MeV 到数10个MeV，大剂 量窄束定向集中照射 高效、精确、无血、无痛的非手术治疗
0.2076×102
0.7342×102
0.6047×102
90
100
0.1832×102
0.1801×102
0.1994×102
0.1942×102
0.5408×102
0.4865×102
110
120 130 140 150
0.1774×102
0.1755×102 0.1742×102 0.1732×102 0.1724×102
57
60 80 100
6 5 4
12 10 8
18 14 12
48 39 35
（3）过滤板厚度对受照剂量的影响
表5-3 滤过板厚度对照射量的影响（60kV，100mA）
滤板厚度（mmAl） 皮肤照射量（C· kg－1） 照射量下降百分数（％） 0 6.14×10-4（2380mR） 0
0.5
1.0 3.0
（2）过滤板的厚度
过滤板的厚度增加，低能射线迅速衰减，但高能 射线衰减缓慢。
光子能量（KeV） 1mmAL （ %） 2mmAL （ %） 3mmAL （ %） 4mmAL （ %）
10 20 30 40
50
100 58 24 12
8
100 82 42 23
16
100 92 56 32
22
100 100 93 73

放射性衰变的种类和规律ppt课件

放射性衰变的种类和规律ppt课件
6
二、基本衰变类型
1. 衰变
+ +
+
++
+
+
+ +
放射性母核
238U → 234Th + 4He + Q 粒子得到大部分衰变能， 粒子含2个质子，
2个中子
238U4He + 234Th
从母核中射出 的4He原子核
7
AX AY 4 Z X ZY -2
α衰变表达式：
元素周期表 左移2格
A Z
X
21
α 衰变 β+ 衰变
β- 衰变 衰变
22
第二节 衰变纲图
Decay scheme用以综合反映某核素放射性衰变的主要特征和数的示意图
23
第三节 衰变的基本规律
➢ 对于由大量原子组成的放射源，每个原子核都可能发生衰变，但不是所 有原子在同一时刻都发生衰变，某一时刻仅有极少数原子发生衰变。放 射性核素衰变是随机的、自发的按一定的速率进行，各种放射性核素都 有自己特有的衰变速度。放射性核素原子随时间而呈指数规律减少，其 表达式为： N=N0e-λt
λ: decay constant t: decay time e: base of natural logarithm
24
1、衰变规律
指数衰减规律 N = N0e-t
N0: （t = 0）时放射性原子 核的数目
N: 经过t时间后未发生衰变的放射性原子核 数目
:放射性原子核衰变常数（单位时间内一个原 子核衰变的几率）
正电子衰变 137N → 136C + β+ + υ + 1.190MeV
β射线本质是高速运动的电子流

《放射物理与防护》教学课件：5第五章：X射线在物质中的衰减

《放射物理与防护》教学课件：5第五章：X射线在物质中的衰减
何为单能X线？
• 是指由能量相同的光子组成的X线称为单能 射线。
• 它具有单一的波长或频率。
单能X线在物质中的衰减规律
• X射线强度衰减到其初始值的一半时所需某 种物质的衰减厚度，定义为半价层。 (half-value layer ,HVL)
• 它与线性衰减系数的关系： HVL=0.693/μ
单能X线在物质中的衰减规律
• 连续能谱的X线束是能量从最小值到最大 值之间的各种光子组合成的混合射线束， 当连续X线通过物质层时，其量和质都有 变化。
连续X线在物质中的衰减规律
• 特点是：X线强度变小（量减小），硬度变 大（质提高）。
• 这是由于低能光子容易被吸收，致使X线束 通过物质后高能光子在射线束中所占比率 相对变大。
低原子序数的一层铝面向被检者。这是因为 光电效应在铜中能产生8keV的标识辐射，这 种射线能增加受检者的皮肤剂量，可用铝层 把它吸收掉，至于铝的标识辐射只有1.5keV ，空气即把它全部吸收掉了。
连续X线在物质中的衰减规律
2）.滤过板的厚度 • 随滤过板厚度的增加，低能射线迅速衰减
，但高能射线衰减缓慢。 • 在实际工作中，采用多厚的滤过板合适，
这是因为：光电衰减系数与X线能量 的三次方成反比，而康普顿衰减系数 与X线的能量一次方成反比。
连续X线在物质中的衰减规律
• 总之，不管那种效应占优势，都可以说， 入射X线能量越高，衰减就越少。
连续X线在物质中的衰减规律
2.物质原子序数对衰减的影响 • 原子序数越高的物质，吸收X线也越多。 • 为何会是如此？
连续X线在物质中的衰减规律
• 不同厚度的吸收体对X线能谱的影响：
吸收体厚度依次增加，X线束相对强度 不断地减弱。能谱组成也不断地变化，低 能成分减弱很快，高能成分的比率不断增 加，X线的能谱宽度（光子能量范围）逐渐 变窄。

X射线射线在物质中的衰减规律分析

X射线射线在物质中的衰减规律分析X(γ)射线是一种高能电磁波辐射，其在物质中的衰减规律可以通过质量吸收系数和线性吸收系数来描述。

具体分析如下：衰减规律分析是通过研究X(γ)射线在物质中的相互作用机制来揭示的。

当X(γ)射线穿过物质时，会与物质中的原子发生相互作用，包括散射、吸收等过程，从而导致射线强度的减弱。

质量吸收系数是用来描述物质对X(γ)射线的吸收能力的。

它定义为单位物质质量中吸收的X(γ)射线能量与入射射线能量之比。

质量吸收系数与物质密度、原子序数以及能量有关。

一般来说，质量吸收系数随着物质密度的增加而增加，随着能量的增加而减小。

在高能量区域，质量吸收系数主要受到光电效应、康普顿散射以及对电子对效应的贡献。

线性吸收系数是用来描述物质对X(γ)射线的吸收能力的另一个重要参数。

它定义为单位路径长度中吸收的射线光子数与入射射线光子数之比。

和质量吸收系数一样，线性吸收系数也与物质密度、原子序数以及能量有关。

线性吸收系数可以通过测量X(γ)射线的透射和吸收光强来确定，透射光强的衰减规律满足指数衰减的形式。

数学上可以用下式表示：I=I₀*e^(-μx)其中，I₀是入射X(γ)射线的强度，I是透射X(γ)射线的强度，μ是线性吸收系数，x是射线通过的物质厚度。

根据上述衰减规律，可以对X(γ)射线在物质中的衰减行为进行分析。

通过测量透射光强，可以确定线性吸收系数，从而了解物质对射线的吸收能力。

比较不同物质的线性吸收系数，可以评估不同物质对X(γ)射线的屏蔽能力，进而选择合适的材料来进行辐射防护。

此外，研究质量吸收系数的变化规律，可以揭示X(γ)射线与原子的相互作用机制，有助于深入理解X(γ)射线在物质中的传播过程。

总结来说，X(γ)射线在物质中的衰减规律可以通过质量吸收系数和线性吸收系数来描述。

通过测量透射光强，可以确定线性吸收系数，从而了解物质对射线的吸收能力。

研究衰减规律有助于评估不同物质的屏蔽能力，选择合适的材料进行辐射防护。

X射线在物质中的衰减

是。很好的滤过物质，铜对高能物质是很好的滤过物质。一 般诊断中都是单一铝板作滤过板。
铜不能单独作滤过板，经常和铝结合为复合滤过板（ 包括
两层或更多层的不同物质）。
12
5. 连续X射线的线质
对单能X射线，其线质可以用X射线光子的能量或半价层 来表示。 一般情况下，不需严格的能谱分析时，连续X射线的线 质可用半价层，有效能量等来表示。 有效能量：如果一连续X射线的半价层与某单能X射线的半 价层相等，则可以认为他们等效，此时单能X射线的能量 称为连续X射线的有效能量。
按
PCBA
键
开关 键
传统机械按键设计要点： 1.合理的选择按键的类型， 尽量选择平头类的按键，以 防按键下陷。 2.开关按键和塑胶按键设计 间隙建议留0.05~0.1mm，以 防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计 算累积公差，以防按键手感 不良。
3. 决定X射线穿过物体时衰减程度的因素：
① X射线本身的性质 一般地讲，入射光子的能量越大，X射线的穿透能力就越强； ② 物质的密度 吸收物质的密度对X射线的减弱影响是正比关系。 如物质密 度加倍，则它对X射线的衰减也要加倍。 ③ 原子序数
第四节 X射线在物质中的衰减
1
引起X射线在物质内传播过程中的强度减弱，包括传播过程中 扩散衰减和吸收衰减两方面
扩散衰减
对于均匀介质中的X射线源在空间各个方向辐射时，若不考 虑介质的吸收，与普通点光源一样，在半径不同的球面上， X射线的减弱遵守反平方规律即：
I1 r22 I2 r12
式中I1，I2分别为r1和r2的球面上X射线的强度。
7
连续能谱X射线随吸收物质厚度的变化
特点：X射线的强度降低； X射线的平均能量提高； X射线 能谱的宽度变窄；特征X射线没有变化。

X(或γ)射线在物质中的衰减分析


第二节
连续X射线在物质中的衰减规律一、连续X线在物质中的衰减特点第二节
连续X射线在物质中的衰减规律
一、连续X射线在物质中的衰减特点
理论上，连续能谱窄束X线的衰减可由下式描述：
I I1 I 2 I n
I I 01e
1x
I 02e
2 x
I 0n e
第四节
X射线的临床应用
一、常规X线摄影技术 （一）传统胶片X射线摄影 （二）数字化X射线成像技术 二、介入放射技术 三、计算机断层成像技术
四、利用X射线的肿瘤放射治 疗技术
思考题
1、根据宽束连续能量X线衰减的规律，解 释临床X线摄影应用滤过板的意义。 2、根据X线的衰减规律，思考不同肢体部 位X线摄影时，为提高影像清晰度及对 比度应如何选择X线摄影条件？
三、X射线的滤过
低能光子对检查者皮肤和表浅组织的伤害 。 过滤，在X射线管出口放置一定均匀厚度的 金属，预先把X射线束中的低能成分吸收掉, 将X射线的平均能量提高,这种过程称为过滤 滤过板 所用的金属片。
（一）固有过滤
X射线管组装体本 身的过滤叫固有 过滤。 包括X线管的玻璃 管壁、绝缘油、 管套上的窗口和 不可拆卸的滤过 板。 用铝当量表示（ mm Al）一般诊 断X线机的固有滤 过在0.5～2 mm Al
0.1755×102 0.1742×102 0.1732×102 0.1724×102
0.1906×102
0.1882×102 0.1864×102 0.1852×102 0.1842×102
0.4530×102
0.4298×102 0.4132×102 0.4010×102 0.3918×102
X射线影像是人体的不同组织对射线不同衰 减的结果。 X射线透过，胶片呈黑色。 X射线被吸收，胶片呈白色。 人体吸收X射线最多的是门牙。 吸收X射线最少的是充满气体的肺。

《放射物理与防护》教学课件：5第五章：X射线在物质中的衰减

2.吸收衰减 • 也就是物质所致的X射线的衰减。 • 当射线通过物质时，由于射线光子与物质
原子发生光电效应、康普顿效应和电子对 效应等一系列作用，致使出射方向上的射 线强度减弱，这一衰减称为物质所致的衰 减。
X射线在物质中的衰减
• X射线强度在物质中的衰减规律是X射 线摄影、透视、造影、X-CT检查和放射治 疗的基本依据。同时也是进行屏蔽防护设 计的理论依据。
X射线在物质中的衰减
• X射线强度衰减的平方反比定律 • 距离增加一倍，则射线强度将衰减为原来
的四分之一。
X射线在物质中的衰减
• 平方反比定律只在真空中成立，在空气中 由于气体分子的吸收严格说是不成立的。
• 故而，在一般摄影中，可以通过改变X射线 管焦点到胶片的距离来调节X射线的强度。
X射线在物质中的衰减
射光子数对总光子数的贡献。
X射线在物质中的衰减
• 积累因子是描述散射光子的影响的物理量 ，它反映了宽束与窄束的差别。
• 对宽束而言，B总是大于1的；在理想窄束 中Ns=0，B=1.
X射线在物质中的衰减
三）、宽束X线的衰减规律 • 宽束X线的衰减比较复杂，可在窄束X线的
指数衰减规律上引入积累因子B加以修正：
• X线管电压的峰值决定X线束的光子最大能 量，可用滤过的方法，使其线束平均量接 近最大能量。
• X线管的激发电压与滤过条件是决定X线束 质的重要条件。
连续X线在物质中的衰减规律
二、影响X线衰减的因素 • 决定X线衰减程度的因素有：
连续X线在物质中的衰减规律
1000光子
1cm水模型 （1cm*4）
228光子
探测器
1cm水 1cm水 1cm水 1cm水
1000光子
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(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数

质量衰减系数 X线在物质中可发生各种相互 作用，相互作用的光子数可用发生相互作用的 几率来表示。 线性衰减系数μ 是入射光子在物质中穿行单位 距离时，平均发生总的相互作用的几率。


μ =τ +σ c+σ
coh+k

τ 为光电线性衰减系数；σ c为康普顿线性衰 减系数；σ coh为相干散射线性衰减系数；k为


μ en /ρ叫做质能吸收系数，SI单位是 m2．kg-1。 在计算X线吸收剂量及研制各种X线剂量 仪时，经常用到质能吸收系数。
碳的能量转移、能量吸收
光子能量(MeV)
0.01
Etr (MeV)
0.00865
Een (MeV)
0.00865
0.1
1.0 10 100
0.0141
0.440 7.30 95.62
The main contents


概述 单能窄束X线的衰减规律 单能宽束X线的衰减规律 连续X线的衰减规律 X线通过人体的衰减规律 影响X线衰减的因素
Have a rest!
概述



线衰减系数 质量衰减系数、质能转移及质能吸收系数 混合物和化合物质量衰减与质能吸收系数
tr s en


μ
2· -1。 / ρ 的 SI 单位是 m kg tr
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 3．质能吸收系数


光子与物质相互作用过程中转移给次级电子的 能量，有一部分是通过轫致辐射损失掉，真正 被物质吸收的能量等于光子转移给次级电子的 能量减去因轫致辐射损失的能量： μ en=μ tr(1－g)
X(γ )射线在物质中的衰减
X线的衰减规律

X线强度的衰减，包括距离与物质所致的衰减。
*距离引起衰减：从X线管焦点发出的X线向空间各个方向 辐射，在以焦点为中心而半径不同的球面上的X线强度与 距离(即半径)的平方成反比，叫X线强度衰减的平方反比 法则。 该定律只在真空中成立，在空气中由于气体的吸收严格说 是不成立的，但由于空气引起的衰减很少，在一般摄影中 可忽略不计。故在一般摄影中，可通过改变X射线管焦点 到胶片的距离来调节X射线的强度。
HVL ln 2 / 0.693/

与线性衰减系数的意义一样，HVL亦是X射线光 子能量和衰减物质材料的函数，当指明衰减材料 后，HVL表示该种物质对X射线光子的衰减能力。
窄束X线及其指数衰减规律
窄束X线及其指数衰减规律



单能窄束X线在通过物质时只有光子个数 的减少，无光子能量的变化。 其指数衰减规律就是射线强度在物质层 中都以相同的比率衰减。 很厚的吸收物质层，仍可能有一定强度 的射线透过，不可能完全被吸收。




*单能窄束X线的指数衰减规律： I ＝I 0e -μ x I0、I分别为X线入射到物体表面时的强 度和到达厚度为x处的强度；x为吸收物 质厚度，单位为m 。 还可表示成： I ＝ I 0e -μ mxm xm＝△Xρ 为质量厚度，单位为kg· m-2。 上两式只适用于单能窄束辐射。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数

物质中吸收的就是电子转移部分能量。


X线能量的电子转移部分：
μ
tr=τ tr+σ tr+ktr
μ tr为线性能量转移系数，表示X线光子在物质中 穿行单位长度距离时，由于各种相互作用，能量 转移给电子的份额。μ tr的SI单位是m-1。 τ tr 、σ tr 、ktr分别为光电效应、康普顿效应和 电子对效应过程中光子能量转移为电子能量的线 能量转移系数。
N Nn Ns Ns B 1 Nn Nn Nn
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Nn为物质中未经碰撞的原射线光子的计数率， Ns为在物质中散射光子的计数率， N为在物质中光子的总计数率，N＝Ns＋Nn。
(二)积累因子


物理意义：其大小反映了散射光子数对总光 子数的贡献。B大于1。在理想的窄束条件下， Ns＝0，B＝1。 积累因子的大小与吸收体的厚度、原子序数 和几何条件，以及源与吸收体和考虑点之间 的相对位置，X射线光子的能量等因素有关。 对于积累因子可以通过近似计算法求得：


设光子的能量为hν，其中转移给带电粒 子的动能的部分为Etr，则μtr和μ的关系可 表示为：
Etr tr h
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数


质能转移系数为： tr tr tr ktr
质能转移系数表示X线在物质中穿行质量 厚度为1kg· m-2时，因相互作用其能量转 移给电子的份额。


物质引起衰减：X线通过物质时，由于X线光子与构
成物质的原子发生相互作用而产生光电效应、康普 顿效应和电子对效应等，在此过程中由于散射和吸
收使X线强度衰减。性质和厚度有关，而且还取决于
辐射自身的性质。

X射线强度在物质中的衰减规律是X射线摄影、透视 及X-CT检查的基本依据，同时也是屏蔽防护设计的 理论根据。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数



质能转移系数μ tr/ ρ 表示这些过程中光子能 量转移给带电粒子的总和。 因光核反应及其它过程的发生几率很小，带电 粒子的能量主要来自光电效应、康普顿散射、 电子对效应。传递给带电粒子的能量，其中又 有一部分转移给轫致辐射。 质能吸收系数μ en /ρ表示扣除轫致辐射能量 后，光子交给带电粒子的能量中用于造成电离、 激发，真正被物质吸收的那部分能量所占的份 额。
g表示能量变为轫致辐射的份额，随吸收体原 子序数的增加而增大。当次级电子能量在MeV 以下时，g常忽略不计。 μ en为线性能量吸收系数，表示X线在物质中 穿行单位长度时，能量真正被物质吸收的份额。

(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 3．质能吸收系数
en tr 1 g
g
(一)线性衰减系数
K
(一)线性衰减系数




当吸收体不存在时，K点辐射强度为I0 在辐射源和探测器之间放置厚度为△X的很薄一 层物质，由于吸收和散射K点的辐射强度变为I。 强度改变 I－I0＝-△I，-表示强度的衰减。 用不同的吸收体、不同能量的射线进行测量时： － △ I ＝μ I 0 △X 辐射在穿过薄吸收层时，辐射强度的衰减与物 质层的厚度及辐射的I0成正比，同时与线性衰 减系数μ 的数值有关；μ 随辐射束中光子能量 的增加而减小。
n x
(一)连续X线的衰减特点 连续能谱的X线束是从某一最小值到某一 最大值之间的各种能量的光子组成的混 合射线，其平均能量一般在最高能量的 1/3到1/2之间。

在X线与物质的三个主要作用过程中，X线光子 能量都有一部分转化为电子(光电子、反冲电 子及正负电子对)的动能，另一部分则被-些次 级光子(特征X线、康普顿散射及湮灭辐射)带 走，总的衰减系数可表示为两部分的和，即：

μ =μ
tr+μ s


μ
μ
trX线光子能量的电子转移部分；
s
X线光子能量的辐射转移部分。
一、单能窄束X线的衰减规律




X线通过一定厚度的物质层时，有些光子 与物质发生了相互作用，有些则没有。 光电效应和电子对效应，则光子被物质 吸收。 康普顿效应，则光子被散射，散射光子 也可能穿过物质层。 穿过物质层的X线光子: a.原射线束中的光子，能量和方向均未 变化,即高能成分 b.散射光子，能量和方向都发生改变。
0.0141
0.440 7.04 71.9
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数



质量衰减系数μ /ρ表示入射X线与物质相互作 用的总几率，是所有可能发生的相互作用的几 率之和。 发生相干散射或其它弹性碰撞时，光子能量既 不被吸收，也不转移给带电粒子，它的能量全 部给了散射光子。 在光电效应、康普顿散射、电子对产生和光核 反应(光子与原子核作用发生的核反应)等过程 中，部分能量被次级光子带走，其余部分转移 给带电粒子。
电子对效应线性衰减系数。
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 质量衰减系数

总的质量衰减系数等于各相互作用过程 的质量衰减系数的和：
c coh k

至于每一项在总衰减系数中所占的比例， 随光子能量和吸收物质Z而变化。
质 量 衰 减 系 数
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数 2．质能转移系数
1m kg ??cm g
2 2
1
1
(二)质量衰减、质能转移及质能吸收系数

μ m优点：不受吸收物质的密度和物理状 态的影响。如水、冰和水蒸汽，虽然它们的
密度和物理状态不同，但它们的μ m都一样，质 量厚度“lkg· m-2” 的水、冰和水汽对X线都有同 等量的衰减。


μ m ＝ K λ 3 Z4 λ 愈短，X线衰减愈少，穿透本领愈强； Z愈高，X线衰减愈大。
虽然也用半价层来描述X线的质，但在屏蔽设 计中，不能简单地套用与此半价层相应的单能 射线的衰减结果。

(一)连续X线的衰减特点

理论上连续能谱窄束X射线的衰减可这样描述：
I I1 I 2 I n I 01e
1 x
I 02 e
2 x
I 0 n e
窄束X线及其指数衰减规律


单能辐射：由相同能量的光子组成的辐射。 窄束X线：是指不包括散射成分的射线束， 通过物质层后的X线光子，仅由未经相互 作用或称为未经碰撞的原射线光子所组成。 “窄束”是指物理意义上的“窄束”。即 使射线束有一定宽度，只要其中没有散射 光子，就可称之为"窄束"。