[原创]医用X射线机系统三

 

第二节 X线的产生

一、     X线产生的条件

1.     X线产生原理：在高度真空的X线管中产生，是高速电子与阳极靶面相互作用的结果。

2.     高速电子与阳极靶面作用的物理过程：

（1） 电离：原子层外层电子或内层电子在高速电子作用下完全脱离原子轨道，变成离子的过程。分为外层电离和内层电离，但会出射二次电子，外层撞击作用一般产生的是可见光，而内层作用电磁辐射能量大产生的一般是X射线。

（2） 激发：高速电子或二次电子撞击外层电子，作用比较弱，不足以使其电离，仅将其推入高能级的空壳层，使原子处于激发态。

（3） 弹性散射：高速电子受原子核电场作用改变方向但未损失能量。这种作用无光谱辐射，也无能量损失。阳极靶内物质密度高，距离小，高速电子可以很快改变方向与其他电子或原子核相遇，发生新的作用。

（4） 韧致辐射：同弹性辐射相类似但其有能量损失。发生原因是高速电子在原子核电场作用下，速度突然变小，损失能量。

韧致辐射中，入射电子能量转化为辐射能量hv，波长在X线范围内，另一部分转化为出射电子动能，出射电子方向改变。

韧致辐射特点：

（1） 是在核电场作用下一种能量的转换形式，不能用经典物理学解释：

（2） 产生的X线是一束波长不等的连续光谱。造成这一现象的原因是：

a.管电压使到达阳极的高速电子的动能不一样；

b.高速电子进入核电场之前，通过电离或激发所失去的动能各不相等；

c.高速电子进入电场被阻止的情形不一样,离核近受阻止强，动能转化为光能的部分能量就越多，辐射X线的波长就越短，反之波长越长。

d.原子序数的影响，主要是阳极靶面的原子序数

高速电子与阳极靶面撞击产生的光辐射有两种分别是：

a.波长在可见光、紫外线、红外线附近的光学光谱

b.X线，其产生机制不同又可分两种

(a)高速电子与原子核内层电子作用产生标明原子特性的标识X线

(b)高速电子与核电场作用产生的韧致辐射，是一束连续X线。