医学成像技术-1.3节§1.3X射线与物质的相互作用X-射线成像的物理基础—X-射线与物质的相互作用X-射线与物质的相互作用的过程:入射X-射线通过物质时，光子渐渐损失掉，在入射方向，射线愈来愈弱，衰减。衰减的过程主要有三种：光电吸收，散射和电子对生成。医学成像技术-1.3节一、x射线与物质相互作用系数作用截面（反应截面）一个入射粒子与单位面积上一个靶粒子发生相互作用的概率σ=-（△I/I）/N·△xb（1b=10-23m2）（巴恩/原子，bam）N：靶物质的靶粒子密度（单位体积内的靶粒子数）△x：通过的靶物质的厚度N·△x：表示底面积为单位面积，长为△x的柱体内的靶粒子数（单位面积内的靶粒子数）如单个粒子与物质的相互作用有多种形式，即存在多个相互作用的截面，则总的相互作用截面等于医学成像技术-1.3节线性衰减系数μlinearattenuationcoefficient表示1：X射线光子与每单位厚度的物质发生相互作用的概率μ（线性衰减系数）=σ·n（m-1）n：靶物质单位体积内的靶粒子数可见：即作用截面与衰减系数只是同一物理性质的不同表达方式表示2：X射线束穿过靶物质时在单位厚度上入射X射线光子数减少的百分数dx：光子穿过的物质薄层厚度dN：穿过dx薄层时，有dN个光子与物质发生了作用对于每一种作用形式，定义其相应的线性衰减系数，总的线性衰减系数等于医学成像技术-1.3节质量衰减系数massattenuationcoefficient线性衰减系数与吸收物质的密度成正比，物质密度越大，线性衰减系数越大，x射线衰减的程度越大，透射能力越弱。而物质的密度随温度或气压的变化而变化，因此线性衰减系数也会随温度和气压的变化而变化。为避免这一缺陷，定义了质量衰减系数：μm=μ/?=σn/?（m2kg-1）物理意义：X光子穿过物体与单位质量厚度的物质发生相互作用概率.总质量衰减系数等于各分质量衰减系数之和。医学成像技术-1.3节二、主要作用形式光电效应（吸收）（photoelectriceffect）康普顿效应（散射）（comptonscattering）电子对效应（electricpaireffect）下一页医学成像技术-1.3节定义：X光子通过物质时，与物质原子的内层电子或束缚电子发生相互作用，把全部能量传递给该电子，光子消失，获得能量的电子挣脱原子束缚成为自由电子（光电子）；原子的电子轨道出现一个空位处于激发态，它将通过发射标识x射线的形式回到基态。次级粒子：光电子，正离子，新的光子（标识辐射光子）e-+photoelectronCharacteristicX-raylineX-rayphoton医学成像技术-1.3节作用对象：X-射线与物质原子的内层电子或束缚电子相互作用。过程：若光子能量大于束缚电子的结合能。1）电子被光子击出：“光电子”产生。光子本身消失了，2）物质的原子被电离，原壳层处留下空位。3）“光电子”继续撞击物质中的其它原子，它的动能以热的形式消耗在附近晶格中；4）空位为外层电子（自由电子）所填充，产生辐射，发出标识X-射