x射线与物质相互作用可以产生哪些效应？

苗峰岚 2023-09-08 06:15:09 装修达人 13

今天装修百科网给各位分享X线与物质有哪些作用的知识，其中也会对x射线与物质相互作用可以产生哪些效应？(x射线与物质相互作用时有哪些效应)进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在我们开始吧！

x射线与物质相互作用可以产生哪些效应？

X射线与物质相互作用有：光电效应、康普顿效应、电子对效应
a.光电效应
光子将能量全部交给**的一个轨道电子（内层电子），光子本身消失，电子摆脱束缚成为高能自由电子，此过程为光电效应。
（1）不产生散射线，减少照片的灰雾。
（2）增加人体不同组织和造影剂对X射线的吸收差别，利于提高诊断准确性。
b.康普顿效应
光子将部分能量交给**中束缚较松弛的电子（外层电子），光子本身能量减少而成θ角度改变运动方向，称康普顿散射光子；电子获得能量后脱离**而运动，该电子称康普顿电子或称反冲电子。
（1）散射线引起图像灰雾效果。
（2）需对散射线采取防护（使用滤线栅可以减小散射线影响）
c.电子对效应
光子有足够的能量避开与电子云的相互作用，，接近到**核，在核力场与光子的相互作用下使光子消失，而转化为一对正、负电子，这就是电子对效应。

X射线与物质的相互作用

X射线照射在物质表面上，主要会产生吸收和散射两种效应。固体物质可以吸收一部分射线，并可以使X射线在固体表面发生散射，使X射线的强度衰减。

x射线与物质相互作用可以产生哪些效应？

X射线的衰减主要是由吸收效应引起的，被吸收的X射线的能量又转变成次级效应的光电子、二次X射线和热量等(图10.2)。

图10.2 X射线与物质的相互作用

10.1.2.1 X射线的吸收

当X射线的强度和样品的厚度一定时，样品对X射线的吸收主要取决于样品的吸收系数。当入射X射线的波长等于某一特定值时，吸收系数发生突变。各种元素吸收系数突变时的波长称为吸收限。欲从给定元素**的特定能级上逐出电子，所需的原级X射线波长应小于此元素该能级的吸收限，即大于使特定能级电子被逐出时所需的最小能量，波的能量与波的波长成反比。原级X射线(连续X射线，能量范围广)照射到样品表面时，除去极小的一部分被样品表面散射外，大部分被样品中的元素吸收，并放射出相应的荧光X射线。

当一束平行的X射线垂直入射并穿过一层密度均匀的物质层时，强度将减弱。减弱的原因有散射作用和光电效应。

I=I0e-μt

式中：I为透射线强度；I0为入射线强度；μ为线衰减系数；t为穿透厚度。

该公式为X射线强度衰减公式，表示X射线束通过物质层时，强度的减弱服从指数衰减规律，这是X射线荧光定量分析的基础。

10.1.2.2 X射线的散射与衍射

X射线的散射可分为非相干散射和相干散射。

非相干散射：X射线光子与固体**中束缚较松弛的电子做非弹性碰撞时，光子把部分能量传给电子，光子能量降低且改变方向，散射的X射线波长变长，此种散射射线周期与入射线无确定关系，形成连续的背景，对测量不利。

相干散射：X射线光子与固体**中束缚较紧的电子做弹性碰撞时，散射X射线与入射X射线方向不同，强度相同，**量损失，相干散射是衍射的基础。

相干散射发生在晶体表面。晶体**存在周期性的三维空间点阵结构，点阵的周期与入射射线具有同一数量级，因此晶体可作为衍射X射线的光栅。

如图10.3所示，在B点入射的X射线比在A点入射的X射线的反射线的光程多DB+BF距离，由图可知DB=BF=dsinθ。根据衍射条件，只有光程差为波长的整数倍时，电磁波才能相互加强，出现衍射现象。因此，发生衍射的条件为

nλ=2dsinθ

式中：θ为衍射角(°)；n 为衍射级数；d 为晶体的晶面间距(Å)；λ 为 X 射线波长(Å)。该式即为著名的布拉格衍射方程，是X射线分析方法的基础。