【放射职称】第三章第1节： X线的产生 | X线的发现和产生

第三章 X线物理与防护

第一节  X线的产生

历年考点串讲

X线的发现时间、产生条件，X线的特性及影响X线产生的因素等都是X线物理的重要内容，是常考的细节。

重点复习

X线的产生条件，连续X线的波长关系等内容。

常见的考题方式：

X线产生的三个必要条件；

电子流与靶物质的电子核和核外电子作用产生连续X线和特征X线；

X线阳极效应等。

常考的细节：

1.产生X射线的三个必备条件包括：电子源、高速电子流和阳极靶面。

2.电子云定义，高电位差产生的强电场，为电子提供钨丝经过电流加热至一定温度后，即可放出电子，这些电子带负电，互相排斥，在灯丝周围形成空间电荷，也称为电子云。

3.靶物质（焦点面）一般都是用高原子序数、高熔点的金属制成。

4.高速电子的动能最后转变为三种能量，即辐射能、电离能和热能。

5.连续X线（韧致辐射）是高速电子流与靶物质的原子核作用，特征X线（标识辐射）是高速电子流和内层轨道电子（核外电子）作用。

6.单光子的最大能量从理论上应等于所用管电压值的电子伏特数。

7.连续X线的最短波长仅与管电压有关，管电压越高，产生的X线最短波长越短。X线的最短波长，对应最大光子能量；最大光子能量的keV值，对应管电压的kV值。

8.各线系的最低激发电压大小按其相应的壳层内电子结合能大小顺序排列，即Uk>Ul> Um> UN。

9.X线的辐射功率可认为连续X线的总强度I连=KiZUn（在诊断能量范围内,n近似为2）。X线强度I与管电流i （mA）成正比。

10.连续X线强度I与管电压（kV）的n次方成正比，即：l∝Vn （在诊断能量范围内，n近似为2）。

K系特征X线强度与管电流成正比，与管电压n次方成正比。管电压、管电流、投照时间相同的情况下，阳极靶的原子序数越高，X射线量越大。

11.阳极靶的原子序数越高，X射线量越大。

12.X线的量与管电流、投照时间和靶物质原子序数成正比，与管电压n次方成正比。

13.高能电子不仅轰击靶面辐射X线，还穿透到靶物质内部一定深度，向外辐射X线。越靠近阳极一侧，X线的强度下降的越多，且靶角越小，下降的程度越大，这种越靠近阳极，X线强度下降的越多的现象，称为阳极效应，也叫足跟效应。

―、X线的发现

1895年11月8日，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现不明射线，1901年，伦琴凭借对X射线的发现和研究获得诺贝尔物理学奖。1905年第一届国际放射学会大会以伦琴的名字将X 线命名为伦琴射线。

二、X线的产生

（一）产生X线的必备条件

三个基本条件：电子源、加速电场、撞击阳极靶面。

1.电子源

钨丝通过电流加热至一定温度后，即放岀电子，这些电子在灯丝周围形成空间电荷，也称电子云。

2.高速电子流

灯丝放出的电子，要高速冲击阳极，还必须具备两个条件：

在X线管的阴极和阳极间加以高电压，通过在两极间产生的强电场使电子向阳极加速；

为防止电子与空气分子冲击而减速和灯丝的氧化损坏，必须保持高真空度。

3.撞击阳极靶面阳极靶面接受高速电子撞击，不到1%的电子动能转变为X射线的能量，99%的电子动能转换为热能，从而使阳极温度升高，所以靶物质(焦点面)一般都是用高原子序数、高熔点的金属制成。

阳极有两个作用：接受高速电子的撞击，完成高压电路的回路。

诊断和治疗用的X线管的靶面由钨制成，特殊用途，如乳腺X线检查的X线管用钼制成。

（二）X线的产生原理

X线的产生是高速电子和靶物质相互作用的结果。在真空条件下高千伏的电场产生的高速电子流与靶物质的原子核和内层轨道电子作用，分别产生了连续X线和特征X线。

高速电子和靶物质相互作用过程中，将会发生碰撞损失和辐射损失，最终高速电子的动能变为辐射能、电离能和热能。三种能量的比例随入射电子能量的变化和靶物质性质的差别而不同。

——The  End——

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