x射线成像原理及其应用。
2023年德国科学家伦琴(w.c.rontgen) 发现了x射线。
x射线产生的条件:1.电子源;2.真空条件下高电压产生的强电场与高速运动的电子流;3.以适当的障碍物(靶面)接受高速运动电子的能量,使部分能量转变为x射线。
影响x射线产生效率的因素主要包括:1.管电压。
高速电子撞击阳极靶物质的最大能量取决于管电压的峰值。随管电压升高,x射线强度增强,产生x射线的效率也增高;2.阳极靶物质。
靶物质原子序数越高,产生x射线的效率越高;3.管电流。管电压固定时,管电流越大,产生的x射线强度越大,效率越高。
x射线产生的原理:(伦琴试验):
x射线成像原理:x射线之所以能使人体在荧屏上或胶片上形成影像,一方面是基于x射线的特性,即其穿透性、荧光效应和摄影效应;另一方面是基于人体组织有密度和厚度的差别。由于存在这种差别,当x射线透过人体各种不同组织结构时,它被吸收的程度不同,所以到达荧屏或胶片上的x射量即有差异。
这样,在荧屏或x射线上就形成黑白对比不同的影像。因此,x射影像的形成,应具备以下三个基本条件:首先,x射线应具有一定的穿透力,这样才能穿透照射的组织结构;第二,被穿透的组织结构,必须存在着密度和厚度的差异,这样,在穿透过程中被吸收后剩余下来的x射线量,才会是有差别的;第三,这个有差别的剩余x射线,仍是不可见的,还必须经过显像这一过程,例如经x射线片、荧屏或电视屏显示才能获得具有黑白对比、层次差异的x射线影像。
x射线成像的应用 :
1:x射线成像在医学中的应用:x射线成像是基于待成像物体各组成部分组织的密度不同,因而对x射线的衰减不同,从而形成透射x射线强度差异,导致在乳胶片上成像的。
入射强度为,n的x射线通过厚度为 x的物体,输出x射线强度, 与该物体的衰减系数 u有关,作为接受器的平板荧光屏,将出射的x射线能量转换为可见光。由于屏的亮度较低,只能在暗室中观察。为了解决荧光屏亮度低的问题,人们研究出了影像增强管。
在影像增强管中,碘化铯等材料制成的荧光屏和光电阴极紧密相接。入射的x射线与荧光屏作用后产生可见光,可见光又使光电阴极产生电子,这些电子经过一个透镜系统加速并聚焦在输出荧光屏上。使带有影像增强管的x射线图像质量明显改善,可以在明室内观察,达到临床应用的要求。
这就是我们常说的x光透视检查。由于病人的检查结果需要备案,以便对病人的发病史和**过程进行跟踪,而使用涂上感光乳剂的胶片与荧光增强屏组成的屏一胶片系统,可以得到高分辨的x射线图像,胶片所记录的x射线图像。
可以长期保留和备案。
2. x射线成像在压力容器无损检测中的应用:
与目前常用的x射线胶片照相检测原理相同,当x射线穿过压力容器焊缝时,由于缺陷和母材对射线的吸收情况不同,将形成不可见的x
光图像 ;不可见的x光图像,经图像增强器放大并转化为可见光图像;可见光图像通过摄像机摄取,并经a /d转换,形成数字图像;数字图像提供有关的压力容器接口焊缝缺陷的各种信息,最后通过专用软件对数字图像进行技术评定,从而达到压力容器对接焊缝无损检测的目的。
3 x射线成像在焊缝探伤中的应用:x射线无损探伤是焊接质量控制的重要方法,目前常用的是胶片照相方法。随着计算机技术的飞速发展,一种新型的无损检测方法“x 射线实时成像检测技术”已应运而生,开始应用于焊缝的无损探伤。
x射线实时成像检测技术的原理可用两个“转换”来概述:x 射线穿透金属材料后被图像增强器所接收,图像增强器把不可见的x 射线检测信息转换为可视图像,称为“光电转。
换”;就信息量的性质而言,可视图像是模拟量,它不能为计算机所识别,如要输入计算机进行处理,则需将模拟量转换为数字量,进行“模( 数转换”,再经计算机处理将可视图像转换为数字图像。其方法是用高清晰度电视摄像机摄取可视图像,输入计算机,转换为数字图像,经计算机处理后,在显示器屏幕上显示出材料内部的缺陷性质、大小、位置等信息,按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定,从而达到检测的目的。数字图像的质量可以与x射线照相底片相媲美,因此可以代替胶片照相检测方法。
x射线实时成像无论在检测效率、经济效益、表现力、远程传送、方便实用等方面都比照相底片更。
胜一筹,因而具有良好的发展前景。
4 软x射线显微成像技术的应用:软x射线显微成像技术在生命科学和生物学上的应用主要表现在两个方面:一是探测细胞的存在及其所在的局域环境.主要是利用软x射线与有机物主要成分的原子之间发生共振,来识别特定的原子成分.例如,活细胞主要包括氢、碳、氧和氮等4种元素,除氢以外,这些元素在软x射线波段,都有各自的吸收边,这样,就提供了与成像和衍射相关的各种光谱,从而探测细胞的存在及其所在的局域环境.二是研究细胞和亚细胞的空间尺度、结构及其功能。
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