x射线实时成像是由什么组织成的

X射线_百度百科
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X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的,是波长介于紫外线和 之间的。其波长很短约介于0.01~100埃之间。由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现,故又称。伦琴射线具有很高的穿透本领,能透过许多对可见光不透明的物质,如、木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光,使照相底片感光以及空气电离等效应。波长小于0.1埃的称超硬X射线,在0.1~1埃范围内的称硬X射线,1~100埃范围内的称软X射线。X射线最初用于医学成像诊断和 。X射线也是游离辐射等这一类对人体有危害的射线。
X射线发现历史
最早发现X射线是特斯拉,特斯拉制定了许多实验来产生。特斯拉认为用他的电路,“我的仪器可以产生的爱克斯光(即X射线)的能量比一般仪器可以产生的要大的多。”
他还谈到用他的电路和单节点X射线产生设备在工作时的危害。在他许多调查这种现象的记录中,他归结了导致皮肤损伤的许多原因。他认为早期的皮肤损伤并不是X射线所引起的,而是的产生与皮肤接触,和一些接触所致。特斯拉错误地认为X射线是由分离的粒子组成的。
特斯拉完成了一些实验,并先于证实了他的发现(包括拍摄他的手的X射线照片,之后他将照片寄给了伦琴),但没有使他的发现众所周知,他的大部分研究资料在1895年3月的第五大道一次实验室大火中给烧毁了。
德国校长兼物理研究所所长教授(年),在他从事阴极射线的研究时,发现了X射线。
日傍晚,他研究阴极射线。为了防止外界光线对的影响,也为了不使管内的可见光漏出管外,他把房间全部弄黑,还用黑色硬纸给放电管做了个封套。为了检查封套是否漏光,他给放电管接上电源(茹科夫线圈的电极),他看到封套没有漏光而满意。可是当他切断电源后,却意外地发现一米以外的一个小工作台上有闪光,闪光是从一块荧光屏上发出的。然而只能在空气中进行几个厘米,这是别人和他自己的实验早已证实的结论。于是他重复刚才的实验,把屏一步步地移远,直到2米以外仍可见到屏上有荧光。伦琴认为这不是阴极射线了。伦琴经过反复实验,确信这是种尚未为人所知的新射线,便取名为X射线。他发现X射线可穿透千页书、2~3厘米厚的木板、几厘米厚的硬橡皮、15毫米厚的铝板等等。可是1.5毫米的几乎就完全把X射线挡住了。他偶然发现X射线可以穿透肌肉照出手骨轮廓,于是有一次他夫人到实验室来看他时,他请她把手放在用黑纸包严的照相底片上,然后用X射线对准照射15分钟,显影后,底片上清晰地呈现出他夫人的手骨像,手指上的结婚戒指也很清楚。这是一张具有历史意义的照片,它表明了人类可借助X射线,隔着皮肉去透视骨骼。日伦琴向维尔茨堡物理医学学会递交了第一篇X射线的论文“一种新射线——初步报告”,报告中叙述了实验的装置,做法,初步发现的X射线的性质等等。X射线的发现,又很快地导致了一项新发现——放射性的发现。[1]
自伦琴发现X射线后,许多物理学家都在积极地研究和探索,1905年和190
双手X光图片
9年,曾先后发现X射线的偏振现象,但对X射线究竟是一种电磁波还是微粒辐射,仍不清楚。1912年德国物理学家发现了X射线通过晶体时产生衍射现象,证明了X射线的波动性和晶体内部结构的周期性,发表了《X射线的干涉现象》一文。
劳厄的文章发表不久,就引起英国父子的关注,老布拉格(WH.Bragg)已是利兹大学的物理学教授,而小布拉格(WL.Bragg)则刚从毕业,在。由于都是X射线微粒论者,两人都试图用X射线的微粒理论来解释劳厄的照片,但他们的尝试未能取得成功。小布拉格经过反复研究,成功地解释了劳厄的实验事实。他以更简洁的方式,清楚地解释了X射线晶体衍射的形成,并提出了著名的布拉格公式:nX=Zdsino这一结果不仅证明了小布拉格的解释的正确性,更重要的是证明了能够用X射线来获取晶体结构的信息。
1912年11月,年仅22岁的小布位格以《晶体对短波长电磁波衍射》为题向剑桥哲学学会报告了上述研究结果。老布拉格则于1913年元月设计出第一台X射线分光计,并利用这台仪器,发现了特征X射线。小布拉格在用特征X射线分析了一些碱金属卤化物的晶体结构之后,与其父亲合作,成功地测定出了金刚石的晶体结构,并用劳厄法进行了验证。金刚石结构的测定完美地说明了化学家长期以来认为的碳原子的四个键按正四面体形状排列的结论。这对尚处于新生阶段的X射线晶体学来说是一个非常重要的事件,它充分显示了X射线衍射用于分析晶体结构的有效性,使其开始为物理学家和化学家普遍接受。[2]
它是19世纪末20世纪初物理学的三大发现(X射线-1895年、-1896年、电子-1897年)之一,这一发现标志着现代物理学的产生。[3]
产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中,电子突然减速,其损失的动能(其中的1%)会以光子形式放出,形成X光光谱的连续部分,称之为制动辐射。通过加大加速电压,电子携带的能量增大,则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴,外层电子跃迁回内层填补空穴,同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的,所以放出的光子的波长也集中在某些部分,形成了X光谱中的特征线,此称为特性辐射。
电子的韧制辐射,用高能电子轰击金属,电子在打进金属的过程中急剧减速,按照电磁学,有加速的带电粒子会辐射电磁波,如果电子能量很大,比如上万电子伏,就可以产生x射线,这是目前实验室和工厂,医院等地方用的产生x射线的方法。
原子的内层电子跃迁也可以产生x射线,量子力学的理论,电子从高能级往低能级跃迁时候会辐射光子,如果能级的能量差比较大,就可以发出x射线波段的光子。
X射线辐射分类
轫致辐射:当高速电子流撞击阳极靶受到制动时,电子在原子核的强电场作用下,速度的量值和方向都发生急剧的变化,一部分动能转化为光子的能量而辐射出去,这就是轫致辐射。
x射线管在管电压较低的时,被靶阻挡的电子的能量不越过一定限度,只发射连续光谱的辐射。
特征辐射:一种不连续的,它只有几条特殊的线状光谱,这种发射线状光谱的辐射叫做特征辐射,特征光谱和靶材料有关。[4]
X射线波长分类
名称管电压(kv)最短波长(nm)主要用途极软X射线5~200.25~0.062软组织摄影、表皮治疗软X射线20~1000.062~0.012透视和摄影硬X射线100~2500.012~0.005较深组织治疗极硬X射线250以上0.005以下深部组织治疗
X射线是一种波长极短,能量很大的电磁波,X射线的波长比可见光的波长更短(约在0.001~100纳米,医学上应用的X射线波长约在0.001~0.1纳米之间),它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。[5]
X射线物理特性
1、穿透作用。X射线因其波长短,能量大,照在物质上时,仅一部分被物质所吸收,大部分经由原子间隙而透过,表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关,X射线的波长越短,光子的能量越大,穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关,利用差别吸收这种性质可以把密度不同的物质区分开来。
2、电离作用。物质受X射线照射时,可使核外电子脱离原子轨道产生电离。利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量,根据这个原理制成了X射线测量仪器。在电离作用下,气体能够导电;某些物质可以发生化学反应;在有机体内可以诱发各种生物效应。
3、荧光作用。X射线波长很短不可见,但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时,可使物质发生荧光(可见光或紫外线),荧光的强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础,利用这种荧光作用可制成荧光屏,用作透视时观察X射线通过人体组织的影像,也可制成增感屏,用作摄影时增强胶片的感光量。
4、热作用。物质所吸收的X射线能大部分被转变成热能,使物体温度升高。
5、干涉、衍射、反射、折射作用。这些作用在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。[5]
X射线化学特性
1、感光作用。X射线同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与X射线量成正比,当X射线通过人体时,因人体各组织的密度不同,对X射线量的吸收不同,胶片上所获得的感光度不同,从而获得X射线的影像。
2、着色作用。X射线长期照射某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等,可使其结晶体脱水而改变颜色。[5]
X射线生物特性
X射线照射到生物机体时,可使生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死,致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。不同的生物细胞,对X射线有不同的敏感度,可用于治疗人体的某些疾病,特别是肿瘤的治疗。在利用X射线的同时,人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍,白血病等射线伤害的问题,在应用X射线的同时,也应注意其对正常机体的伤害,注意采取防护措施。[5]
医学上常用作透视检查,工业中用来探伤。X射线可用电离计、闪烁计数器和感光乳胶片等检测。X射线衍射法已成为研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段。
.中华人民共和国国家原子能机构[引用日期]
.医学教育网[引用日期]
.日联科技[引用日期]
.医学教育网[引用日期]
.中国科学院[引用日期]植物学答案_百度文库
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【专家解说】:首先能了解所提问问题对
伽玛刀全称伽玛射线立体定向放射治疗系统伽玛射线应用第给介绍下射线:
γ射线又称γ粒子流文音译伽马射线
编辑本段γ-ray
波长短于0.2埃电磁波[1]首先由法国科学家P.V.维拉德发现继α、β射线发现第三种原子核射线原子核衰变和核反应均产生γ射线 γ射线具有比X射线还要强穿透能力当γ射线通过物质并与原子相互作用时会产生光电效应、康普顿效应和正负电子对三种效应原子核释放出γ光子与核外电子相碰时会把全部能量交给电子使电子电离成光电子此即光电效应由于核外电子壳层出现空位产生内层电子跃迁并发射X射线标识谱高能γ光子(>2兆电子伏特)光电效应较弱γ光子能量较高时除上述光电效应外还能与核外电子发生弹性碰撞γ光子能量和运动方向均有改变从而产生康普顿效应当γ光子能量大于电子静质量两倍时由于受原子核作用而转变成正负电子对此效应随γ光子能量增高而增强γ光子带电故能用磁偏转法测出其能量通常利用γ光子造成上述次级效应间接求出例通过测量光电子或正负电子对能量推算出来此外还用γ谱仪(利用晶体对γ射线衍射)直接测量γ光子能量由荧光晶体、光电倍增管和电子仪器组成闪烁计数器探测γ射线强度常用仪器 通过对γ射线谱研究了解核能级结构γ射线有强穿透力工业用来探伤或流水线自动控制γ射线对细胞有杀伤力医疗上用来治疗肿瘤
编辑本段γ射线爆发
20世纪70年代首次被人类观测[2]美国军方发射薇拉(Vela)人造卫星用于探测核闪光(nukeflash)(未经授权原子弹爆破证据)薇拉没有识别出核闪光而发现了来自太空强烈射线爆发发现初五角大楼引起了阵惶恐:苏联太空测试种新核武器稍些辐射被判定均匀地来自空各方向意味着们事实上来自银河系之外来自银河系外们肯定释放着真正天文学数量能量足点亮整见宇宙
有许多细节肯定仍旧保密关于γ射线爆发起源有种理论--们具有无穷能量巨超新星(hypernova)觉醒时留下巨大黑洞看起来γ射线爆发似乎排成队列巨型黑洞
编辑本段有助天文学研究
当人类观察太空时看见光而电磁波谱大部份由同辐射组成当辐射波长有较见光长亦有较短大部份单靠肉眼并能看通过探测伽玛射线能提供肉眼所看太空影像 太空产生伽玛射线由恒星核心核聚变产生因无法穿透地球大气层因此无法达地球低层大气层只能太空被探测太空伽玛射线1967年由颗名维拉斯人造卫星首次观测从20世纪70年代初由同人造卫星所探测伽玛射线图片提供了关于几百颗此前并未发现恒星及能黑洞于90年代发射人造卫星(包括康普顿伽玛射线观测台)提供了关于超新星、年轻星团、类星体等同天文信息 γ射线种强电磁波波长比X射线还要短般波长<0.001纳米原子核反应当原子核发生α、β衰变往往衰变某激发态处于激发态原子核仍稳定并且会通过释放系列能量使其跃迁稳定状态而些能量释放通过射线辐射来实现种射线γ射线 γ射线具有极强穿透本领人体受γ射线照射时γ射线进入人体内部并与体内细胞发生电离作用电离产生离子能侵蚀复杂有机分子蛋白质、核酸和酶们都构成活细胞组织主要成份旦们遭破坏会导致人体内正常化学过程受干扰严重使细胞死亡
编辑本段强大威力
般来说核爆炸(比原子弹、氢弹爆炸)杀伤力量由四因素构成:冲击波、光辐射、放射性沾染和贯穿辐射其贯穿辐射则主要由强γ射线和子流组成由此见核爆炸本身γ射线光源通过结构巧妙设计缩小核爆炸其硬杀伤因素使爆炸能量主要γ射线形式释放并尽能地延长γ射线作用时间(普通核爆炸三倍)种核弹γ射线弹 与其核武器相比γ射线威力主要表现下两方面:γ射线能量大由于γ射线波长非常短频率高因此具有非常大能量高能量γ射线对人体破坏作用相当大当人体受γ射线辐射剂量达200-600雷姆时人体造血器官骨髓遭损坏白血球严重地减少内出血、头发脱落两月内死亡概率0-80%;当辐射剂量600-1000雷姆时两月内死亡概率80-100%;当辐射剂量雷姆时人体肠胃系统遭破坏发生腹泻、发烧、内分泌失调两周内死亡概率几乎100%;当辐射剂量5000雷姆上时导致枢神经系统受破坏发生痉挛、震颤、失调、嗜眠两天内死亡概率100%二γ射线穿透本领极强γ射线种杀人武器比子弹威力大得多子弹子流作攻击手段子产额较少只占核爆炸放出能量小部分所杀伤范围只有500-700米般作战术武器来使用γ射线杀伤范围据说方圆100万平方公里相当于阿尔卑斯山心整南欧因此种极具威慑力战略武器
编辑本段悄无声息杀手
γ射线弹除杀伤力大外还有两突出特点:γ射线弹无需炸药引爆般核弹都装有高爆炸药和雷管所贮存时易发生事故而γ射线弹则没有引爆炸药所平时贮存安全得多二γ射线弹没有爆炸效应进行种核试验易被测量即使敌方上空爆炸也易被觉察因此γ射线弹难防御正美国国防部长科恩接受德国《世界报》采访时说种武器无声、具有瞬时效应见旦悄无声息杀手闯入战场成影响战场格局重要因素
编辑本段γ射线与物质相互作用
(1)光电效应--γ光子与靶物质原子相互作用γ光子全部能量转移给原子束缚电子使些电子从原子发射出来γ光子本身消失 (2)康普顿效应(又称康普顿散射)--入射γ光子与原子核外电子发生非弹性碰撞光子部分能量转移给电子使反冲出来而光子运动方向和能量都发生都发生了变化成散射光子 (3)电子对效应--γ光子与靶物质原子原子核库仑场作用光子转化正-负电子对 (4)相干散射--低能光子(hν〈〈m0c2〉与束缚电子之间弹性碰撞而靶原子保持初始状态碰撞光子能量变即电磁波波长变称汤姆逊散射或相干散射 (5)光致核反应--大于定能量γ光子与物质原子原子核作用能发射出粒子例(γn)反应种相互作用大小与其效应相比小所忽略计 (6)核共振反应--入射光子把原子核激发激发态退激时再放出γ光子
二给介绍伽玛刀:伽玛刀全称伽玛射线立体定向放射治疗系统种融立体定向技术和放射神经外科技术于体立体定向放射外科治疗设备其利用伽玛射线几何聚焦原理众多能量较低射线通过引导、准直、聚焦次性致死性摧毁靶点内组织由于靶点区域放射剂量场梯度极大即达靶点总剂量致死量又使靶点周围正常组织受放射线损害毁损灶边缘锐利刀割整齐故称伽玛刀
旋转式伽玛刀采用旋转原理装旋转式源体上30钴60射线绕靶点心做锥面旋转聚焦运动由于射线束固定路径穿越周围脑组织周围组织所受剂量更分散每单位体积只受瞬间、无伤害照射而靶点心形成500:1聚焦效
二、旋转式伽玛刀结构
旋转式伽玛刀由放射外科系统、立体定位系统、治疗计划系统和控制系统四子系统构成
1、放射外科系统
放射源系统由射线源装置、驱动装置、和屏蔽装置组成
射线源装置:旋转式伽玛刀装有30钴60放射源密封双层锈钢圆柱内按经纬度螺旋排列半球形源体上;预准直器30终准直器四组每组30各组内径同有4mm8mm14mm18准直体终准直器和屏蔽棒载体非治疗时间屏蔽棒屏蔽伽玛射线
驱动装置:源体和准直体上分别装有直流伺服驱动装置源体旋转时实现治疗时聚焦和非治疗时间屏蔽
屏蔽装置:确保辐射防护安全并能接近伽玛刀环境里长期工作配备了足够安全屏蔽装置:屏蔽半球、屏蔽门、屏蔽棒、屏蔽地基等
2 、立体定向系统
立体定向系统由立体定位框架、MRI或CT图框及适配器、定位支架和治疗床构成
立体定位框架具有三维坐标定位功能:MRI或CT扫描时借助于MRI或CT图框确定靶点位置坐标
MRI或CT图框和适配器确定靶点位置坐标附件
定位支架带有x向调定器、眼位测量器和三维调屏蔽块支撑装置
治疗床由固定床身和移动床组成定位支架连接移动床上
3、治疗计划系统
治疗计划系统套计算机图像处理、计量规划装置硬件配置包括:MRI或CT图像输入装置、三维图像处理工作站和治疗文件输出装置
4、控制系统
控制系统由智能控制系统、声像监视系统、配电系统组成进一步了解相关内容你可以在站内搜索以下相关问题伽马刀是由哪三种射线组成伽马刀利用伽马射线的什么性伽马刀,阿尔法射线有什么用做了伽玛刀射线后要加强哪些营养伽玛刀是怎样发出伽玛射线的?伽马刀为什么用101束伽马射线束?为什么不是100,不是102?立体定向伽玛射线全身放射治疗系统---超级伽玛刀设备,一台多...清楚 咀嚼吞咽有困难 我父亲十三年前得了鼻咽癌 经过伽玛刀射...进一步了解相关内容你可以在站内搜索以下相关关键词伽玛刀&&&&伽玛刀治疗的副作用&&&&伽玛刀治疗脑瘤&&&&伽玛刀治疗费用&&&&伽玛刀治疗恶性脑瘤&&&&伽玛刀治疗原理&&&&伽玛刀治疗价格&&&&上海伽玛刀医院&&&&
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如何防护α射线 由于α粒子穿透能力最弱,一张白纸就能把它挡住,因此,对于α射线应注意内照射,其进入体内的主要途径是呼吸和进食时,其防护方法主要是:(1) 防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物; (2) 防止伤口被污染.如何防护β粒子 β粒子、其穿透能力比α射线强,比γ射线弱,因此,β射线是比较容易阻挡的,用一般的金属就可以阻挡.但是,β射线容易被表层组织吸收,引起组织表层的辐射损伤.因此其防护就复杂的多;(1)避免直接接触被污染的物品;以防皮肤表面的污染和辐射危害;(2)防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物;(3)防止伤口被污染;(4)必要时应采用屏蔽措施.如何防护γ粒子 γ射线穿透力强,可以造成外照射,其防护的方法主要有以下三种:(1)尽可能减少受照射的时间;(2)增大与辐射源间的距离,因为受照剂量与辐射源的距离的平方成反比;(3)采取屏蔽措施.在人与辐射源之间加一层足够厚的屏蔽物,可以降低外照射剂量.屏蔽的主要材料有铅、钢筋混凝土、水等,我们住的楼房对外部照射来说是很好的屏蔽体.
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