射線檢測(cè)基礎(chǔ)

射線分類
1、γ射線：由放射性同位素如Co60或Cs137產(chǎn)生。是一種高能電磁波，波長(zhǎng)很短（0.001-0.0001nm），穿透力強(qiáng)，射程遠(yuǎn)，一次可照射很多材料，而且劑量比較均勻，危險(xiǎn)性大，必須屏蔽（幾個(gè)cm的鉛板或幾米厚的混凝土墻）。60Co的能譜為雙峰，能量分別為1.173MeV和1.332MeV；Cs137的能譜為單峰，能量為0.662MeV。優(yōu)點(diǎn)是：能量單一，有利于圖像重建；缺點(diǎn)是：強(qiáng)度小，采集足夠的光子時(shí)間較長(zhǎng)。如果加大放射源，就會(huì)加大源的焦點(diǎn)。

2、X射線：是由x光機(jī)產(chǎn)生的高能電磁波。波長(zhǎng)比γ射線長(zhǎng)，射程略近，穿透力不及γ射線。有危險(xiǎn)，應(yīng)屏蔽（幾毫米鉛板）。
產(chǎn)生X射線的最簡(jiǎn)單方法是用加速后的電子撞擊金屬靶。撞擊過(guò)程中，電子突然減速，其損失的動(dòng)能會(huì)以光子形式放出，形成X光光譜的連續(xù)部分，稱之為制動(dòng)輻射。通過(guò)加大加速電壓，電子攜帶的能量增大，則有可能將金屬原子的內(nèi)層電子撞出。于是內(nèi)層形成空穴，外層電子躍遷回內(nèi)層填補(bǔ)空穴，同時(shí)放出波長(zhǎng)在0.1納米左右的光子。由于外層電子躍遷放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波長(zhǎng)也集中在某些部分，形成了X光譜中的特征線，此稱為特性輻射。

3、β射線：由放射性同位素（如P32、S35等）衰變時(shí)放出來(lái)帶負(fù)電荷的粒子。在空氣中射程短，穿透力弱。在生物體內(nèi)的電離作用較γ射線、x射線強(qiáng)。

4、中子：不帶電的粒子流。輻射源為核反應(yīng)堆、加速器或中子發(fā)生器，在原子核受到外來(lái) 粒子的轟擊時(shí)產(chǎn)生核反應(yīng)，從原子核里釋放出來(lái)。中子按能量大小分為：快中子、慢中子和熱中子。中子電離密度大，常常引起大的突變。目前輻射育種中，應(yīng)用較多的是熱中子和快中子。

5、紫外光：是一種穿透力很弱的非電離輻射。

射線衰減規(guī)律
入射到物體的射線，其光量子將與物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的相互作用，在相互作用中入射光量子的能量一部分轉(zhuǎn)移到能量或方向改變了的光量子那里，一部分轉(zhuǎn)移到與之相互作用的電子或產(chǎn)生的電子那里。電子將繼續(xù)與原子發(fā)生相互作用，轉(zhuǎn)移到電子的能量主要損失在物體之中。前面的過(guò)程稱為散射，后面的過(guò)程稱為吸收。也就是說(shuō)，入射到物體的射線，一部分能量被吸收，一部分能量被散射。光電效應(yīng)是吸收過(guò)程，康普頓效應(yīng)是既有吸收又有散射的過(guò)程，電子對(duì)效應(yīng)也是吸收過(guò)程，瑞利散射是散射過(guò)程。透射射線將包含一次射線、二次射線：特征輻射、散射線、康普頓散射線、瑞利散射線及電子（光電子、反沖電子）等。由于這些相互作用，使從物體透射的射線強(qiáng)度低于入射射線強(qiáng)度，這稱為射線強(qiáng)度發(fā)生了衰減。

實(shí)驗(yàn)表明，射線穿透物體時(shí)其強(qiáng)度的衰減與吸收體（射線入射的物體）的性質(zhì)、厚度及射線光量子的能量相關(guān)。對(duì)于一束射線，在均勻的媒質(zhì)中，在無(wú)限小的厚度范圍內(nèi)，強(qiáng)度的衰減量正比于入射射線強(qiáng)度和穿透物體的厚度。按照?qǐng)D1-14所示的符號(hào)，這種關(guān)系可以寫為
dI=—IμdX
對(duì)此式進(jìn)行積分，得到
Ix=I0e -μX
在一般情況下省略下標(biāo)“X”，寫為
I=I0e -μX
式中：I0——入射射線強(qiáng)度；
I——透射射線強(qiáng)度；
X——吸收體厚度；
μ——線衰減系數(shù)（單位常采用：cm-1）。
這就是射線衰減的基本規(guī)律。它也適用于粒子輻射，但由于不同射線與物質(zhì)相互作用的特點(diǎn)不同，因此，公式中出現(xiàn)的線衰減系數(shù)將不同。