射线检测技术（Ⅲ级）第一章射线检测原理一、原子1、原子的概念:*定义：组成单质和化合物分子的最小微粒，由原子核和核外电子构成。2、原子的构成:*原子是由原子核和核外电子所构成。*电子围绕原子核作行星运动；电子在一定轨道上饶核运动。图113、原子的的主要参数a、质量：几乎集中在原子核内，核的密度非常大！如果：把核集中在1cm3的体积内，那么：这1cm3的体积内核的总重量为108吨！（一万万吨！）#b、大小：原子半径10-8cm数量级。原子核半径10-13cm数量级。如果：核的半径为1cm核（1cm）电子*------------------------------*（约1000米）10-8/10-13=100000倍c、电荷：原子核带正电；电子带负电；原子为中性。d、构成：原子核（质子+中子）+电子数量关系：原子量=质子数+中子数A=Z+N例：60钴60=27+33质子数Z=核的正电荷数=电子数=原子序数4、原子结构理论---玻尔理论（玻尔模型）*20世纪初二种不同的原子结构模型1903年：汤姆森假设：核子与电子在原子内均匀分布#1911年：卢瑟福模型：行星分布图11*α散射实验否定了汤姆森假设肯定了卢瑟福模型*卢瑟福模型不完善，1913年玻尔提出了完善的原子结构模型---玻尔模型*玻尔理论（玻尔模型）的要点：a、原子只能存在一些不连续的稳定状态，这些稳定状态各有一定的能量E1、E2、E3.....En。处于稳定状态中运动的电子虽然有加速度，但不发生能量辐射。能量的改变，由于吸收或放射辐射的结果或由于碰撞的结果。b、原子从一个能量为En的稳定状态过度到能量为Em的稳定状态时，它发射（或吸收）单色的辐射，其频率υ决定于下列关系式（称为玻尔频率条件）：hυ=En-EmEn、Em分别为较高、较低能级的能量值。稳定状态的改变（或能量的改变）是不连续的。5、玻尔理论中的几个概念：*基态：原子处于最低能量的状态称为基态，是稳定状态；*激发态：电子获得能量从低能级轨道进入高能级轨道，该过程称为激发；此时原子处于高能量状态，称为激发态，激发态是不稳定的状态；*原子的状态特性：任何不稳定状态的原子必将自动的回到稳定状态即回到基态；该过程将释放出原子高于基态的能量，即产生辐射。释放能量的过程可以一次回到基态，也可以逐次回到基态；*跃迁：电子从一个轨道向另一个轨道的运动，称为跃迁（包括从低到高；或从高到低的运动）；*能级：用平行线表示核外电子所处的能量级别称为能级，外壳层能级最高，但外壳层上的电子结合能最低。图11#二原子核1、原子核的结构*精确的结构模型自今尚未建立*多种模型并存的状态：壳层模型，液滴模型...、2、原子核的构成图13*均匀分布*不同数量的质子和不同数量的中子构成不同性质（元素）的原子核*原子的原子量A代表该原子的原子核的质子和中子的总和A=Z+N3、原子核的电荷正电荷=原子序数Z4、原子核的半径:10-13----10-12cm5、原子核的质量*原子核的质量>>电子的质量原子核的质量#原子的质量6、核的稳定性*核的稳定性取决于质子与中子数量的组合质子与中子数量：2、8、20、28、50、82、126最稳定。7、核内的几种作用力*库仑力*核力：存在于质子和中子间，是核稳定性的重要因素核力的性质：（1）核力与电荷无关；100x库仑力，是强相互作用力；（2）核力是短程力；（3）核力（4）核力促成核子的二种结合形式成对结合：质子+中子对对结合：一对质子+一对中子#三、连续X射线（白色X射线，多色X射线）*X射线:射线束中包括---连续X射线和特征X射线1、产生机理：根据电动力学理论，作加速运动（包括负加速运动）的带电粒子将产生电磁辐射。X射线管内高速运动的电子与靶原子碰撞时，与原子核外库仑场作用，而产生电磁辐射，称为韧致辐射。这种辐射又由于是电子急剧停速引起的所以又称停速辐射图212、连续X射线谱及最短波长：图22*根据经典电动力学理论，韧致辐射的能量与停速时间Δt成反比1E∽-----Δt--连续变化，E--连续变化，ΔtE=hυ=hc/λλ--连续变化#*λmin的导出图211Ue=----MV2=hυ+p2电场能=电子动能=光子能+消耗能1∴hυ=----MV2-p=Ue-p2Ue如果p-->Ueυmax0则hυmax=-----;υ=c/λhc12.4h∴λmin=----=-------(h、c、e均为常数）UeU单位：λmin：埃。U：千伏。#例：U=200Kv,λmin=12.4...
