自從讀了放射之後,很多人告訴我要保重身體,要記得存精子......好哦,滿滿的對放射系的誤解。
所以我今天決定來幫大家上一下放射物理學與X-ray的基本知識。
雖然說是Part1但不知道會不會有Part2啦......我的癌細胞生理學就沒有part2的樣子惹
【迷思破解】今天要照X光,有按按鈕才有X光產生,請問你在外面按按鈕是要怎麼受到同規模的劑量啦,喔77777
---------- 正文開始 ----------
【X-ray和gamma-ray的產生】
X射線和加碼射線的差別在哪?我想很多高中生都會回答錯誤(就連來面試的高中生也都沒有人答對)很多人會回答問題在於「能量」,其實這是一個很大的誤解,就好比我們用超多時間和強度的X光以及超短時間與強度的加碼射線照射所產生的能量,X光不一定會輸給加碼射線。那麼差別在哪?這就要討論到X光產生的機制了。
在介紹作用機制之前我們可以先說明一下醫用X光機的基本概念:
《空間電荷效應(Space Charge Effect)》
簡單來說,當X光機通電時,X光管陰極的燈絲會有電子的游離現象(同性互斥)而在那一個空間中產生出多餘的電子,這種效應稱為空間電荷效應。
①制動輻射(Bremsstrahlung):
當高能的電子離開陰極跑向陽極時(同性相斥,異性相吸)高能電子會打到陽極靶,進入某一顆陽極原子內,會因為受到外圍電子的影響驟然地減速,減速過程中放出能量,此能量會包含熱與X射線(約99%為熱),這種方法產生的X射線即為制動輻射,又或是翻譯為刹車輻射。
https://i.imgur.com/kSwyKsC.gif
想當然的,如果各位高中的光譜都有學好的話就會知道,這種形式所產生的X光理論上會是連續的光譜,對吧?但我們發現到實際上的光譜長這樣:
https://i.imgur.com/Ad1mVCS.png
是不是多出了兩根東西?那就要來談到我們的特性輻射了。
②特性輻射(Characteristic)
介紹特性輻射之前要先介紹幾個光子與物質的作用,分別是光電效應(Photoelectric Effect)、康普吞效應(Compton Effect)。
光電效應高中介紹過了,簡單來說就是光子入射打出光電子,但是這個過程可以繼續衍生,打出光電子後會導致內層產生一個電子缺位,外層電子會跑去內層電子補位,期間放出的不連續光譜就是特性輻射。例如上圖的那兩根便是kα和kβ的特性輻射。
https://i.imgur.com/o8v8OCn.jpg
至於康普吞散射有空來打一篇文章好了,但我们大概可以知道,他會產生散射的現象。
至於他的機率大略是如此:
https://i.imgur.com/4GxMPGT.jpg
y軸為原子序,x軸為能量(單位為千電子伏特)
我們可以發現,當Z number固定時,降低能量可以盡可能地讓作用機率大部分在光電效應,接下來提升能量則是康普吞與成對發生。
【Part2開始前,來讓大家猜看看】
醫用X光大部分會與物質產生什麼作用?
為什麼醫用X光大部分不超過150kVp(最大光子能量不超過150keV)?
醫用X光希望哪一種效應的發生機率較大?
以上的問題都可以用今天的Part1推導出來窩
那我們就Part2見吧!
你可能有興趣的文章...
全部留言