История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2022-10-11 | 50 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Регистрация и использование рентгеновского излучения, а также воздействие его на биологические объекты определяются первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.
При падении на тело рентгеновского излучения оно в незначительной части отражается от его поверхности, но в основном проходит вглубь массы тела, где, взаимодействуя с электронами атомов вещества, поглощается и рассеивается, частично может проходить тело насквозь. При этом в зависимости от соотношения энергии hn фотона имеют место три главных процесса: когерентное рассеяние, комптон - эффект и фотоэффект.
Когерентное рассеяние возникает, если энергия фотона рентгеновского излучения hn<Aи, где Aи – энергия ионизации, т.е. энергия, необходимая для удаления внутренних электронов за пределы атома или молекулы. При этом у фотонов вследствие взаимодействия с электронами внутренних оболочек, крепко связанными с ядром, изменяется только направление движения, но энергия, а, следовательно, и длина волны остаётся неизменной.
В 1922 году А. Х. Комптон, наблюдая рассеяние жёстких рентгеновских лучей, обнаружил уменьшение проникающей способности рассеянного пучка по сравнению с падающим. Это означало, что длина волны рассеянного рентгеновского излучения больше, чем падающего. Рассеяние рентгеновского излучения с изменением длины волны называют некогерентным или комптон-эффектом.
Он возникает, если энергия фотона рентгеновского излучения больше энергии ионизации hn>Aи.
Это явление обусловлено тем, что при взаимодействии с атомом энергия hn фотона расходуется на образование нового рассеянного фотона с энергией на отрыв электрона от атома (такие электроны называются электронами отдачи) и сообщение электрону кинетической энергии Ek:
|
Так как во многих случаях и эффект Комтона происходит на свободных электронах, то можно записать приближённо:
При фотоэффекте фотон рентгеновского излучения поглощается атомом, в результате чего вылетает электрон, а атом ионизируется (фотоионизация). Если энергия фотона недостаточна для ионизации, то фотоэффект может проявляться в возбуждении атомов без вылета электронов.
Рассмотренные три процесса взаимодействия являются первичными, они могут вызвать ряд вторичных процессов, приводящих к ионизации, возбуждению атомов и молекул. При этом возникает вторичное рентгеновское излучение с большей длиной волны.
В результате взаимодействия с веществом первичный рентгеновский пучок ослабляется. Этот процесс подчиняется закону Бугера.
,
где m-линейный коэффициент ослабления. Он зависит от природы вещества (главным образом от плотности r и атомного номера Z) и от длины волны l излучения.
Действие рентгеновского излучения на ткани организма связано с поглощённой частью излучения. Поэтому линейный коэффициент ослабления удобно представить в виде суммы двух коэффициентов, обусловленных истинным поглощением µп и рассеянием первичного излучения mр
Опыт показывает, что в однородном веществе излучение поглощается тем сильнее, чем больше плотность r и особенно чем выше атомный номер Z вещества и чем больше его длина волны. Тогда коэффициент поглощения можно выразить формулой
Пользуются также массовым коэффициентом ослабления mm, который равен отношению линейного коэффициента ослабления к плотности вещества:
В медицине используется излучение с энергией фотонов в среднем от 60 до 200 кэВ. Оно взаимодействует с веществом, состоящим из элементов с атомным номером от Z 1-8 (мягкие ткани Н, С, N, O) и Z 15-20 (минеральное вещество кости: P, Ca).
Необходимо учитывать, что, как первичное, так и вторичное рентгеновское излучение опасно для здоровья человека и от него необходимо соответствующим образом защищаться.
|
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!