放射密度

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术语放射密度描述了X射线材料的辐射不透性(不透明度)特性。X射线可以穿透物质,并根据物质的类型不同程度地减弱。X射线衰减是放射成像中最重要的因素。X射线会使胶片变黑。X射线还会刺激某些物质发光(荧光),从而降低辐射剂量。如果没有荧光膜,辐射强度会高出大约10到20倍。 X射线透明度所依赖的两个关键因素是材料的密度和原子序数。密度来自构成材料的原子质量和原子之间的距离。医用X射线设备会记录由于不同类...

放射密度

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术语放射密度描述了 X 射线材料的辐射不透性(不透明度)特性。 X 射线可以穿透物质,并根据物质的类型不同程度地减弱。 X射线衰减是放射成像中最重要的因素。 X 射线会使胶片变黑。 X 射线还会刺激某些物质发光(荧光),从而降低辐射剂量。 如果没有荧光膜,辐射强度会高出大约 10 到 20 倍。

物理基础

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X 射线透明度所依赖的两个关键因素是材料的密度和原子序数。 密度来自构成材料的原子质量和原子之间的距离。 医用 X 射线设备会记录由于不同类型组织中辐射的不同减弱而产生的对比度(例如,骨骼中含有大量,肌肉中几乎没有钙)。

X射线衰减是放射成像中最重要的因素。 根据 Lambert-Beer 定律,X 射线束的强度随着路径长度 d {\displaystyle d} 覆盖在材料中呈指数下降( I = I 0 ⋅ e − μ d {\displaystyle I=I_{0 }\cdot e^{- \mu d}} ), 吸收系数 μ {\displaystyle \mu } 与质量衰减系数相似,取决于材料,大致与 Z 4 λ 3 {\displaystyle Z^{4 }\lambda ^{3}} ( Z {\displaystyle Z} :原子序数, λ {\displaystyle \lambda } :波长)。

吸收通过光吸收(部分通过荧光)、康普顿散射以及在高光子能量下的对形成发生。 在强吸收和长波长的情况下,衰减系数实际上等于吸收系数,因为可以忽略散射和对形成。

在 0.72 毫米的铅层之后,能量为 50 keV 的 X 射线强度已降至 1.8%。 对于同样的弱化,需要一层厚度为 20 厘米的水(大致用于人体组织)。

放射密度含义

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牙科

在牙科中,放射密度的表达是诊断和治疗控制的一个组成部分。 与 1 毫米厚的铝层 (xxx) 相比,牙本质为 118%,牙釉质为 215% 不透射线。 为了评估牙齿填充物的紧密度,它们的发射密度应为 200%。 玻璃离子水门汀的放射密度为 200-250%,复合材料为 250-350%。 硅酸铝玻璃通常不具有足够的射线不透性。 将合适的元素引入到铝硅酸盐玻璃中,例如以用钡或锶代替玻璃组合物中的钙的形式,产生了这一点。 龋齿病变的放射学表现基于通过患病牙齿结构的射线不透性降低而显示龋齿病变,这是由矿物质损失引起的。

放射密度

机场安检

个人控制

通过 X 射线辐射对人体进行扫描的设备用于调查,其中要检测人员携带的物品,例如武器、爆炸物、走私物品或偷来的物品,例如毒品或钻石。 目前使用三种类型的 X 射线扫描仪:反向散射系统、传输系统和组合反向散射或传输系统。 传输系统可以检测到被吞咽或隐藏在体腔中的物品。 与医学应用一样,评估由材料相关的发射密度引起的 X 射线对比度。 放射密度在反向散射系统中不起作用。

行李托运

行李扫描仪用于机场安检。 右图显示了一件行李的 X 射线图像。

材料科学

光也是一种电磁辐射,只能穿透透明材料,而 X 射线和伽马射线可以穿透不透明的固体材料并揭示隐藏的内部结构不规则、空洞和夹杂物。

天文学

X射线望远镜在X射线范围内观察宇宙。 然而,星际气体吸收波长低于 912 埃的辐射,即所谓的莱曼边缘。 这对应于基态电离能。 在大约 100 埃以下,星际介质开始变得对电磁辐射透明。 虽然在软 X 射线范围内,它仍然受到氦的吸收以及更常见元素的 K 和 l 吸收边缘的阻碍,但在大约 10 埃以下,星际介质实际上是完全透明的。 这意味着在该区域无法观察到星际来源(与太阳相反)。

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词条目录
  1. 放射密度
  2. 物理基础
  3. 放射密度含义
  4. 牙科
  5. 机场安检
  6. 个人控制
  7. 行李托运
  8. 材料科学
  9. 天文学

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