【放射职称】第三章第1节： X线的产生 | 连续X线与特征X线（图文、视频结合）

第三章 X线物理与防护

三、连续X线与特征X线

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(核外电子)作用，分别产生了连续X线(轫致辐射)和特征X线(标识辐射)。

(一)连续x线

1.连续X线的产生

当一个带电体在外电场中速度变化时，带电体将向外辐射电磁波。高速电子进入到原子核附近的强电场区域，然后飞离强电场区域从而完成一次电子与原子核的相互作用时，电子的速度大小和方向必然发生变化。

连续X线光子的能量取决于：

电子接近核的情况；

电子的能量；

核电荷。

2.连续X线的波长

在X线管发射的X线束中X线波长最短的X射线极少，线量最强的波长位于波长稍长处，全部X线的平均波长就更长了。

所谓平均波长(λmean)，是指波长曲线与横坐标所围成面积的重心的垂线与横坐标的交点所代表的波长。

最强波长(λmax)是最短波长的1.5倍，平均波长是最短波长的2.5倍。

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。例如：使用80kV管电压所得到的最大光子能量是80keV，其最短波长为0.015nm。其波长计算公式为：

其最短波长为：

把h=6.626×10-34J·s、c=3×108m/s、e=l.6×10-19C的数值代入上式，U以伏特(V)或千伏(kV)为单位，上式就变为：

即：  

0

nm

式中：

0表示X线管发射的X线束中X线的最短波长，kV表示所用的管电压值。

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线最短波长愈短。

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。

因此若测得X线谱中的最大光子能量的keV值，就可推断管电压的kV值，反之亦然。

(二)特征X线

1.特征X线的产生

特征X线叠加在连续X线谱上出现几个向上突出的尖端，代表一些强度较强、波长为一定数值的X线，它是高速电子与靶原子的内层轨道电子作用电子被击脱，外壳层电子跃迁填充空位时，多余的能量以光子(X线)的形式放岀，即为特征X线。

2.特征X线的激发电压

靶原子的轨道电子在原子中具有确定的结合能，只有当入射高速电子的动能＞其结合能时，才有可能被击脱造成电子空位，产生特征X线。入射电子的动能完全由管电压决定，因此，管电压U必须满足下式的关系：

式中W为电子在原子中的结合能。当eU=W时，U=W/e称为最低激发电压。

对于给定的靶原子，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。在壳层越接近原子核，最低激发电压越大。若管电压低于某激发电压，则此系特征X线将不会发生。

——The  End——

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