第二章 X射线的物理学基础
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2-1 X射线的本质 ；
2-2 X射线的产生 ；
2-3 X射线谱 ；
2-4 X射线与物质相互作用 ；
2-5 X射线的探测与防护 ；
返回
2-1 X射线的本质
? X射线的本质是
电磁辐射，与
可见光完全相
同，仅是波长
短而已，因此
具有波粒二像
性。
? (1)波动性 ;
? (2)粒子性。
? 相关习题：
波动性
? X射线的波长范围：
0.01~100 ?
? 表现形式：在晶体作衍射光栅
观察到的 X射线的衍射现象,
即证明了 X射线的波动性 。
? 硬 X射线：波长较短的硬 X射线能量较高,
穿透性较强, 适用于金属部件的无损探
伤及金属物相分析 。 软 X射线：波
长较长的软 X射线能量较低, 穿透性弱,
可用于分析非金属的分析 。
? X射线波长的度量单位常用埃 （ ?） 或晶
体学单位 （ kX） 表示；通用的国际计量
单位中用纳米 （ nm） 表示, 它们之间的
换 算 关 系 为, 1 nm=10 ? = m
1kX=1.0020772± 0.000053A (1973年值 )。
910?
粒子性
? 特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一
定的质量, 能量和动量 。
? 表现形式为在与物质相互作用时交换能量 。 如
光电效应；二次电子等 。
? X射线的频率 ν,波长 λ以及其光子的能量 ε,动
量 p之间存在如下关系：
? 式中 h—— 普 朗克 常 数, 等于 6.625× J.s;
c—— X射线的速度, 等于 2.998× cm/s.
???
hch ??
?
hp ?
3410?
1010
相关习题：
? 1, 试 计 算 波 长 0, 71A（ Mo-Kα） 和
1.54A（ Cu- Kα） 的 X射线束, 其频率
和每个量子的能量？
解答
2-2 X射线的产生
? (1)产生原理；
? (2)产生条件；
? (3)过程演示；
? (4) X射线管；
? (5)其它 X射线装置。
产生原理
高速运动的电子与物体碰撞时, 发生能
量转换, 电子的运动受阻失去动能, 其
中一小部分 （ 1％ 左右 ） 能量转变为 X射
线, 而绝大部分 （ 99％ 左右 ） 能量转变
成热能使物体温度升高 。
产生条件
? 1.产生自由电子；
? 2.使电子作定向的高速运动 ;
? 3.在其运动的路径上设置一个障碍物
使电子突然减速或停止 。
接变压器
玻璃
钨灯丝
金属聚灯罩铍窗口
金
属
靶
冷却水
电子
X射线
X射线
X射线管剖面示意图
（回车键演示）过程演示
X射线管
? 1.X射线管的结构 ；图 1-2；
? 2.特殊构造的 X射线管 ；
? 3.市场上供应的种类 。
X射线管的结构
? 封闭式 X射线管实质上就是一个大的真空
（ ）二极管。基本组成包括：
? (1)阴极：阴极是发射电子的地方。
? (2)阳极：亦称靶，是使电子突然减速和发射 X射
线的地方。
m m H g75 10~10 ??
? (3)窗口：窗口是 X射线从阳极靶向外射
出的地方。
? (4)焦点：焦点是指阳极靶面被电子束轰
击的地方，正是从这块面积上发射出 X射
线。
特殊构造的 X射线管；
? (1)细聚焦 X射线管；
? (2)旋转阳极 X射线管。
市场上供应的种类
? (1)密封式灯丝 X射线管；
? (2)可拆式灯丝 X射线管,
2-3 X射线谱
? 由 X射线管发射出来的 X射线可
以分为两种类型：
? (1)连续 X射线 ；
? (2)标识 X射线 。
连续 X射线
? 具有连续波长的 X射线,
构成连续 X射线谱, 它
和可见光相似, 亦称
多色 X射线 。 ? 产生机理 ；? 演示过程 ；
? 短波限 ；
? X射线的强度 。
产生机理
? 能量为 eV的电子与阳极靶的原子碰撞时，
电子失去自己的能量，其中部分以光子
的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为
hv的光子，这样的光子流即为 X射线 。单
位时间内到达阳极靶面的电子数目是极
大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，
产生能量各不相同的辐射，因此出现 连
续 X射线谱 。
K态（击走 K电子）
L态（击走 L电子）
M态（击走 M电子）
N态（击走 N电子）
击走价电子
中性原子
Wk
Wl
Wm
Wn
0
原
子
的
能
量
连续 X射线产生过程
电子冲击阳级靶 X射线射出
演示过程 （ 回车键演示）
短波限
? 连续 X射线谱在短波方向有一个波长极限, 称
为短波限 λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所
产生的 X射线 。 它只与管电压有关, 不受其它
因素的影响 。
? 相互关系为：
? 式中 e—— 电子电荷, 等于 静电单位；
V—— 电子通过两极时的电压降 （ 静电单位 ） ；
h—— 普朗克常数, 等于
? 相关习题：
0
m a x ??
hcheV ??
10108 0 3.4 ??
sj ?? ? 34106 2 5.6
相关习题
? 试计算用 50千伏操作时, X射线管中的
电子在撞击靶时的速度和动能, 所发
射的 X射线短波限为多少？
X射线的强度
? X射线的强度是指行垂直 X射线传播方向
的单位面积上在单位时间内所通过的 光
子 数 目 的 能 量 总 和 。 常 用 的 单 位 是
J/cm2.s.
? X射线的强度 I是由光子能量 hv和它的数
目 n两个因素决定的,即 I=nhv.连续 X射线
强度最大值在 1.5λ0,而不在 λ0处 。
? 连续 X射线谱中每条曲线下的面积表示连
续 X射线的总强度 。 也是阳极靶发射出的
X射线的总能量 。 图 1-7
? 实验证明, I与管电流, 管电压, 阳极靶
的原子序数存在如下关系,且 X
射线管的效率为,
miZ VKI 1?连
ZVKiVZVKXX 121 ???? 电子流功率 射线功率射线管效率?
标识 X射线
? 是在连续谱的基
础上叠加若干条
具有一定波长的
谱线，它和可见
光中的单色相似，
亦称单色 X射线。
? 1.标识 X射线的特征 ;
? 2.产生机理 ;
? 3.过程演示 ;
? 4.K系激发机理 ;
? 5.莫塞莱定律 ；
? 6.标识 X射线的强度
特征 。
标识 X射线的特征
? 当电压达到临界电压时, 标识谱线的
波长不再变, 强度随电压增加 。 如钼
靶 K系标识 X射线有两个强度高峰为
Kα和 Kβ,波长分别为 0.71A和 0.63A.
产生机理
? 标识 X射线谱的产生相理与阳极物质的原子内
部结构紧密相关的。原子系统内的电子按泡利
不相容原理和能量最低原理分布于各个能级。
在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够能
量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于
是在低能级上出现空位，系统能量升高，处于
不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上
的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标识 X射
线谱。
K系激发机理
? K 层 电 子 被 击 出
时, 原 子系 统 能
量 由 基 态 升 到 K
激发态, 高能级
电子向 K 层空位
填 充 时 产 生 K 系
辐射 。 L 层电子
填 充 空 位时, 产
生 Kα辐射； M层
电 子 填 充空 位 时
产生 Kβ辐射 。
? 由能级可知 Kβ辐射的光子能量大于 Kα的
能量, 但 K层与 L层为相邻能级, 故 L层
电子填充几率大, 所以 Kα的强度约为 Kβ
的 5倍 。
? 产生 K系激发要阴极电子的能量 eVk至少
等于击出一个 K层电子所作的功 Wk。 Vk
就是激发电压 。
莫塞莱定律
? 标识 X射线谱的频率和波长只取决于阳极
靶物质的原子能级结构, 是物质的固有
特性 。 且存在如下关系：
? 莫塞莱定律：标识 X射线谱的波长 λ与原
子序数 Z关系为：
? ??
?
?? ZC1
标识 X射线的强度特征
? K系标识 X射线的强度与管电压、管电流
的关系为：
? 当 I标 /I连最大，工作电压为 K系激发电压
的 3~5倍时，连续谱造成的衍射背影最小。
? ? nkVViKI ?? 2标
2-4 X射线与物质相互作用
? X射线与物质相互作
用时, 产生各种不同
的和复杂的过程 。 就
其能量转换而言, 一
束 X射线通过物质时,
可分为三部分：一部
分被散射, 一部分被
吸收, 一部分透过物
质继续沿原来的方向
传播 。
? X射线的散射 ；
? X射线的吸收 ；
? X射线的衰减规律 ；
? 吸收限的应用 ；
? X射线的折射 ；
? 总结 。
X射线的散射
? X射线被物质散射时，产生两种
现象,
? 相干散射 ；
? 非相干散射 。
相干散射
? 物质中的电子在 X射线电场的作用
下，产生强迫振动。这样每个电子
在各方向产生与入射 X射线同频率
的电磁波。新的散射波之间发生的
干涉现象称为相干散射。
非相干散射
? X射线光子与束缚力不大的外层电子 或自由电
子碰撞时电子获得一部分动能成为反冲电子，
X射线光子离开原来方向，能量减小，波长增
加。
? 非相干散射是康普顿 （ A.H.Compton） 和我国
物理学家吴有训等人发现的, 亦称康普顿效应 。
非相干散射突出地表现出 X射线的微粒特性,
只能用量子理论来描述, 亦称量子散射 。 它会
增加连续背影, 给衍射图象带来不利的影响,
特别对轻元素 。
X射线的吸收
? 物质对 X射线的吸收指的
是 X射线能量在通过物质
时转变为其它形式的能量,
X射线发生了能量损耗 。
物质对 X射线的吸收主要
是由原子内部的电子跃迁
而引起的 。 这个过程中发
生 X射线的光电效应和俄
歇效应 。
? 光电效应 ；
? 俄歇效应 。
光电效应
? 以 X光子激发原子所发生的激发和辐射过
程。被击出的电子称为 光电子,辐射出
的次级标识 X射线称为 荧光 X射线 。
? 产生光电效应,X射线光子波长必须小于
吸收限 λk。
俄歇效应
? 原子在入射 X射线光子或电子的作用下失
掉 K层电子，处于 K激发态；当 L层电子
填充空位时，放出 E-E能量，产生两种效
应：
? (1) 荧光 X射线；
? (2) 产生二次电离，使另一个核外电子成
为二次电子 —— 俄歇电子。
X射线的衰减规律
? 当一束 X射线通过物质时, 由于散射和吸
收的作用使其透射方向上的强度衰减 。
衰减的程度与所经过物质中的距离成正
比 。 式
? ? HH
H
x
x
x
dxxx
meIeII
dx
I
dI
I
II
?????
?
??
?
??
???
?
0
/
0
质量衰减系数 μm
? 表示单位重量物质对 X射线强度的衰减程
度。
? 质量衰减系数与波长和原子序数 Z存在如
下近似关系,K为常数
? μm随 λ的变化是不连续的其间被尖锐的突
变分开。突变对应的波长为 K吸收限。
33 ZKm ?? ?
吸收限的应用
? 吸收限主要是由光电效应引起的：当 X射
线的波长等于或小于 λ时光子的能量 E到
击出一个 K层电子的功 W,X射线被吸收，
激发光电效应。使 μm突变性增大。
? 吸收限与原子能级的精细结构对应。如 L
系有三个副层，有三个吸收限。
? 滤波片的选择, (1)它的吸收限位于辐射源
的 Kα和 K β之间，且尽量靠近 K α 。 强烈
吸收 Kβ,K吸收很小； (2)滤波片的以将
Kα强度降低一半最佳。 Z靶 <40时 Z滤
片 =Z靶 -1； Z靶 >40时 Z滤片 =Z靶 -2；
? 阳极靶的选择,（ 1）阳极靶 K波长稍大于
试样的 K吸收限；（ 2）试样对 X射线的
吸收最小。 Z靶 ≤Z试样 +1。
X射线的折射
? X射线从一种介质进入另一种介
质产生折射，折射率 M非常接近
1,M约为 0.99999~0.999999。
2
22
2
22
2
1
2
1
mc
ne
mc
ne
M
?
?
?
?
?
?
?
????
X射线与物质相互作用的总结
热能
透射 X射线衰减后的强度 I0
散射 X射线
电子
荧光 X射线
相干的
非相干 的
反冲电子
俄歇电子
光电子
康普顿效应
俄歇效应
光电效应
2-5 X射线的探测与防护
? （ 1)X射线的探测 ；
? （ 2） X射线的安全防护 。
X射线的探测
? 荧光屏法；
? 照相法；
? 辐射探测器法,X射线光子对气体和某些
固态物质的电离作用可以用来检查 X射线
的存在与否和测量它和强度。按照这种
原理制成的探测 X射线的仪器电离室和各
种计数器。工作原理在第 7章介绍。
X射线的安全防护
? X射线设备的操作人员可能遭受电震和辐射损
伤两种危险 。
? 电震的危险在高压仪器的周围是经常地存在的,
X射线的阴极端为危险的源泉 。 在安装时可以
把阴极端装在仪器台面之下或箱子里, 屏后等
方法加以保证 。
? 辐射损伤是过量的 X射线对人体产生有害影响 。
可使局部组织灼伤, 可使人的精神衰颓, 头晕,
毛发脱落, 血液的组成和性能改变以及影响生
育等 。 安全措施有：严格遵守安全条例, 配带
笔状剂量仪, 避免身体直接暴露在 X射线下,
定期进行身体检查和验血 。
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2-1 X射线的本质 ；
2-2 X射线的产生 ；
2-3 X射线谱 ；
2-4 X射线与物质相互作用 ；
2-5 X射线的探测与防护 ；
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2-1 X射线的本质
? X射线的本质是
电磁辐射，与
可见光完全相
同，仅是波长
短而已，因此
具有波粒二像
性。
? (1)波动性 ;
? (2)粒子性。
? 相关习题：
波动性
? X射线的波长范围：
0.01~100 ?
? 表现形式：在晶体作衍射光栅
观察到的 X射线的衍射现象,
即证明了 X射线的波动性 。
? 硬 X射线：波长较短的硬 X射线能量较高,
穿透性较强, 适用于金属部件的无损探
伤及金属物相分析 。 软 X射线：波
长较长的软 X射线能量较低, 穿透性弱,
可用于分析非金属的分析 。
? X射线波长的度量单位常用埃 （ ?） 或晶
体学单位 （ kX） 表示；通用的国际计量
单位中用纳米 （ nm） 表示, 它们之间的
换 算 关 系 为, 1 nm=10 ? = m
1kX=1.0020772± 0.000053A (1973年值 )。
910?
粒子性
? 特征表现为以光子形式辐射和吸收时具有的一
定的质量, 能量和动量 。
? 表现形式为在与物质相互作用时交换能量 。 如
光电效应；二次电子等 。
? X射线的频率 ν,波长 λ以及其光子的能量 ε,动
量 p之间存在如下关系：
? 式中 h—— 普 朗克 常 数, 等于 6.625× J.s;
c—— X射线的速度, 等于 2.998× cm/s.
???
hch ??
?
hp ?
3410?
1010
相关习题：
? 1, 试 计 算 波 长 0, 71A（ Mo-Kα） 和
1.54A（ Cu- Kα） 的 X射线束, 其频率
和每个量子的能量？
解答
2-2 X射线的产生
? (1)产生原理；
? (2)产生条件；
? (3)过程演示；
? (4) X射线管；
? (5)其它 X射线装置。
产生原理
高速运动的电子与物体碰撞时, 发生能
量转换, 电子的运动受阻失去动能, 其
中一小部分 （ 1％ 左右 ） 能量转变为 X射
线, 而绝大部分 （ 99％ 左右 ） 能量转变
成热能使物体温度升高 。
产生条件
? 1.产生自由电子；
? 2.使电子作定向的高速运动 ;
? 3.在其运动的路径上设置一个障碍物
使电子突然减速或停止 。
接变压器
玻璃
钨灯丝
金属聚灯罩铍窗口
金
属
靶
冷却水
电子
X射线
X射线
X射线管剖面示意图
（回车键演示）过程演示
X射线管
? 1.X射线管的结构 ；图 1-2；
? 2.特殊构造的 X射线管 ；
? 3.市场上供应的种类 。
X射线管的结构
? 封闭式 X射线管实质上就是一个大的真空
（ ）二极管。基本组成包括：
? (1)阴极：阴极是发射电子的地方。
? (2)阳极：亦称靶，是使电子突然减速和发射 X射
线的地方。
m m H g75 10~10 ??
? (3)窗口：窗口是 X射线从阳极靶向外射
出的地方。
? (4)焦点：焦点是指阳极靶面被电子束轰
击的地方，正是从这块面积上发射出 X射
线。
特殊构造的 X射线管；
? (1)细聚焦 X射线管；
? (2)旋转阳极 X射线管。
市场上供应的种类
? (1)密封式灯丝 X射线管；
? (2)可拆式灯丝 X射线管,
2-3 X射线谱
? 由 X射线管发射出来的 X射线可
以分为两种类型：
? (1)连续 X射线 ；
? (2)标识 X射线 。
连续 X射线
? 具有连续波长的 X射线,
构成连续 X射线谱, 它
和可见光相似, 亦称
多色 X射线 。 ? 产生机理 ；? 演示过程 ；
? 短波限 ；
? X射线的强度 。
产生机理
? 能量为 eV的电子与阳极靶的原子碰撞时，
电子失去自己的能量，其中部分以光子
的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为
hv的光子，这样的光子流即为 X射线 。单
位时间内到达阳极靶面的电子数目是极
大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，
产生能量各不相同的辐射，因此出现 连
续 X射线谱 。
K态（击走 K电子）
L态（击走 L电子）
M态（击走 M电子）
N态（击走 N电子）
击走价电子
中性原子
Wk
Wl
Wm
Wn
0
原
子
的
能
量
连续 X射线产生过程
电子冲击阳级靶 X射线射出
演示过程 （ 回车键演示）
短波限
? 连续 X射线谱在短波方向有一个波长极限, 称
为短波限 λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所
产生的 X射线 。 它只与管电压有关, 不受其它
因素的影响 。
? 相互关系为：
? 式中 e—— 电子电荷, 等于 静电单位；
V—— 电子通过两极时的电压降 （ 静电单位 ） ；
h—— 普朗克常数, 等于
? 相关习题：
0
m a x ??
hcheV ??
10108 0 3.4 ??
sj ?? ? 34106 2 5.6
相关习题
? 试计算用 50千伏操作时, X射线管中的
电子在撞击靶时的速度和动能, 所发
射的 X射线短波限为多少？
X射线的强度
? X射线的强度是指行垂直 X射线传播方向
的单位面积上在单位时间内所通过的 光
子 数 目 的 能 量 总 和 。 常 用 的 单 位 是
J/cm2.s.
? X射线的强度 I是由光子能量 hv和它的数
目 n两个因素决定的,即 I=nhv.连续 X射线
强度最大值在 1.5λ0,而不在 λ0处 。
? 连续 X射线谱中每条曲线下的面积表示连
续 X射线的总强度 。 也是阳极靶发射出的
X射线的总能量 。 图 1-7
? 实验证明, I与管电流, 管电压, 阳极靶
的原子序数存在如下关系,且 X
射线管的效率为,
miZ VKI 1?连
ZVKiVZVKXX 121 ???? 电子流功率 射线功率射线管效率?
标识 X射线
? 是在连续谱的基
础上叠加若干条
具有一定波长的
谱线，它和可见
光中的单色相似，
亦称单色 X射线。
? 1.标识 X射线的特征 ;
? 2.产生机理 ;
? 3.过程演示 ;
? 4.K系激发机理 ;
? 5.莫塞莱定律 ；
? 6.标识 X射线的强度
特征 。
标识 X射线的特征
? 当电压达到临界电压时, 标识谱线的
波长不再变, 强度随电压增加 。 如钼
靶 K系标识 X射线有两个强度高峰为
Kα和 Kβ,波长分别为 0.71A和 0.63A.
产生机理
? 标识 X射线谱的产生相理与阳极物质的原子内
部结构紧密相关的。原子系统内的电子按泡利
不相容原理和能量最低原理分布于各个能级。
在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够能
量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于
是在低能级上出现空位，系统能量升高，处于
不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上
的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标识 X射
线谱。
K系激发机理
? K 层 电 子 被 击 出
时, 原 子系 统 能
量 由 基 态 升 到 K
激发态, 高能级
电子向 K 层空位
填 充 时 产 生 K 系
辐射 。 L 层电子
填 充 空 位时, 产
生 Kα辐射； M层
电 子 填 充空 位 时
产生 Kβ辐射 。
? 由能级可知 Kβ辐射的光子能量大于 Kα的
能量, 但 K层与 L层为相邻能级, 故 L层
电子填充几率大, 所以 Kα的强度约为 Kβ
的 5倍 。
? 产生 K系激发要阴极电子的能量 eVk至少
等于击出一个 K层电子所作的功 Wk。 Vk
就是激发电压 。
莫塞莱定律
? 标识 X射线谱的频率和波长只取决于阳极
靶物质的原子能级结构, 是物质的固有
特性 。 且存在如下关系：
? 莫塞莱定律：标识 X射线谱的波长 λ与原
子序数 Z关系为：
? ??
?
?? ZC1
标识 X射线的强度特征
? K系标识 X射线的强度与管电压、管电流
的关系为：
? 当 I标 /I连最大，工作电压为 K系激发电压
的 3~5倍时，连续谱造成的衍射背影最小。
? ? nkVViKI ?? 2标
2-4 X射线与物质相互作用
? X射线与物质相互作
用时, 产生各种不同
的和复杂的过程 。 就
其能量转换而言, 一
束 X射线通过物质时,
可分为三部分：一部
分被散射, 一部分被
吸收, 一部分透过物
质继续沿原来的方向
传播 。
? X射线的散射 ；
? X射线的吸收 ；
? X射线的衰减规律 ；
? 吸收限的应用 ；
? X射线的折射 ；
? 总结 。
X射线的散射
? X射线被物质散射时，产生两种
现象,
? 相干散射 ；
? 非相干散射 。
相干散射
? 物质中的电子在 X射线电场的作用
下，产生强迫振动。这样每个电子
在各方向产生与入射 X射线同频率
的电磁波。新的散射波之间发生的
干涉现象称为相干散射。
非相干散射
? X射线光子与束缚力不大的外层电子 或自由电
子碰撞时电子获得一部分动能成为反冲电子，
X射线光子离开原来方向，能量减小，波长增
加。
? 非相干散射是康普顿 （ A.H.Compton） 和我国
物理学家吴有训等人发现的, 亦称康普顿效应 。
非相干散射突出地表现出 X射线的微粒特性,
只能用量子理论来描述, 亦称量子散射 。 它会
增加连续背影, 给衍射图象带来不利的影响,
特别对轻元素 。
X射线的吸收
? 物质对 X射线的吸收指的
是 X射线能量在通过物质
时转变为其它形式的能量,
X射线发生了能量损耗 。
物质对 X射线的吸收主要
是由原子内部的电子跃迁
而引起的 。 这个过程中发
生 X射线的光电效应和俄
歇效应 。
? 光电效应 ；
? 俄歇效应 。
光电效应
? 以 X光子激发原子所发生的激发和辐射过
程。被击出的电子称为 光电子,辐射出
的次级标识 X射线称为 荧光 X射线 。
? 产生光电效应,X射线光子波长必须小于
吸收限 λk。
俄歇效应
? 原子在入射 X射线光子或电子的作用下失
掉 K层电子，处于 K激发态；当 L层电子
填充空位时，放出 E-E能量，产生两种效
应：
? (1) 荧光 X射线；
? (2) 产生二次电离，使另一个核外电子成
为二次电子 —— 俄歇电子。
X射线的衰减规律
? 当一束 X射线通过物质时, 由于散射和吸
收的作用使其透射方向上的强度衰减 。
衰减的程度与所经过物质中的距离成正
比 。 式
? ? HH
H
x
x
x
dxxx
meIeII
dx
I
dI
I
II
?????
?
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质量衰减系数 μm
? 表示单位重量物质对 X射线强度的衰减程
度。
? 质量衰减系数与波长和原子序数 Z存在如
下近似关系,K为常数
? μm随 λ的变化是不连续的其间被尖锐的突
变分开。突变对应的波长为 K吸收限。
33 ZKm ?? ?
吸收限的应用
? 吸收限主要是由光电效应引起的：当 X射
线的波长等于或小于 λ时光子的能量 E到
击出一个 K层电子的功 W,X射线被吸收，
激发光电效应。使 μm突变性增大。
? 吸收限与原子能级的精细结构对应。如 L
系有三个副层，有三个吸收限。
? 滤波片的选择, (1)它的吸收限位于辐射源
的 Kα和 K β之间，且尽量靠近 K α 。 强烈
吸收 Kβ,K吸收很小； (2)滤波片的以将
Kα强度降低一半最佳。 Z靶 <40时 Z滤
片 =Z靶 -1； Z靶 >40时 Z滤片 =Z靶 -2；
? 阳极靶的选择,（ 1）阳极靶 K波长稍大于
试样的 K吸收限；（ 2）试样对 X射线的
吸收最小。 Z靶 ≤Z试样 +1。
X射线的折射
? X射线从一种介质进入另一种介
质产生折射，折射率 M非常接近
1,M约为 0.99999~0.999999。
2
22
2
22
2
1
2
1
mc
ne
mc
ne
M
?
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?
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X射线与物质相互作用的总结
热能
透射 X射线衰减后的强度 I0
散射 X射线
电子
荧光 X射线
相干的
非相干 的
反冲电子
俄歇电子
光电子
康普顿效应
俄歇效应
光电效应
2-5 X射线的探测与防护
? （ 1)X射线的探测 ；
? （ 2） X射线的安全防护 。
X射线的探测
? 荧光屏法；
? 照相法；
? 辐射探测器法,X射线光子对气体和某些
固态物质的电离作用可以用来检查 X射线
的存在与否和测量它和强度。按照这种
原理制成的探测 X射线的仪器电离室和各
种计数器。工作原理在第 7章介绍。
X射线的安全防护
? X射线设备的操作人员可能遭受电震和辐射损
伤两种危险 。
? 电震的危险在高压仪器的周围是经常地存在的,
X射线的阴极端为危险的源泉 。 在安装时可以
把阴极端装在仪器台面之下或箱子里, 屏后等
方法加以保证 。
? 辐射损伤是过量的 X射线对人体产生有害影响 。
可使局部组织灼伤, 可使人的精神衰颓, 头晕,
毛发脱落, 血液的组成和性能改变以及影响生
育等 。 安全措施有：严格遵守安全条例, 配带
笔状剂量仪, 避免身体直接暴露在 X射线下,
定期进行身体检查和验血 。
