1. ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ IONTIZOYΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ) Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Παν/μιο Αθηνών

Transcript

1 1. ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ IONTIZOYΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ)

2 IONTIZOYΣΑ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ) ΑΚΤΙΝΕΣ Χ-γ: Είναι ιοντίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με ενέργειες φωτονίων από λίγα kev έως πολλά MeV. Φάσμα Η/Μ ακτινοβολίας

3 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ Ακτινοβολία Bremsstrahlung: Εκπέμπεται κατά την επιβράδυνση των e-όταν αλληλεπιδρούν με τους πυρήνες των ατόμων της καθόδου. H μείωση της Εκιν εκπέμπεται με τη μορφή φωτονίων. Χαρακτηριστική Ακτινοβολία: Τα επιταχυνόμενα e- συγκρούονται με τα ατομικά e- προκαλώντας διεγέρσεις ιονισμούς στα άτομα. Κατά την αποδιέγερσή τους εκπέμπεται χαρακτηριστική ακτινοβολία Χ.

4 ΦΑΣΜΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΣΥΝΕΧΕΣ ΦΑΣΜΑ (Bremsstrahlung): Έχει καθορισμένη ανώτατη τιμή ενέργειας και παρουσιάζει ένα μέγιστο Emax. ΓΡΑΜΜΙΚΟ ΦΑΣΜΑ : Εμφανίζεται με τη μορφή κορυφών που επικάθονται στο συνεχές φάσμα. Οι ενέργειες των κορυφών αυτών είναι χαρακτηριστικά του ύλικού της ανόδου.

5 ΛΥΧΝΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ Παραγωγή e- με θερμιονική εκπομπή Επιτάχυνση e- σε ηλεκτρικό πεδίο Πρόσπτωση σε κατάλληλο στόχο 99 % Θερμότητα 1% Ακτίνες Χ

6 ΛΥΧΝΙΑ ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΗΣ ΑΝΟΔΟΥ Κάθοδος Υψηλό σημείο τήξης (3400οC) Ανθεκτικότητα Άνοδος Υψηλό σημείο τήξης Υψηλό Ζ Υψηλή θερμική αγωγιμότητα Υψηλή θερμική χωρητικότητα Η λυχνία περιβάλλεται από ένα μεταλλικό κύλινδρο (κέλυφος). Είναι κατασκευασμένος από κράμα αλουμινίου με θωράκιση μολύβδου για ακτινοπροστασία.

7 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΤΟ ΦΑΣΜΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ Α) ΕΠΙΔΡΑΣΗ kv Συνεχές φάσμα: Αύξηση kv Μετακίνηση προς μεγαλύτερες ενέργειες Γραμμικό φάσμα: Αύξηση kv Καμία μεταβολή στη θέση/ Αύξηση έντασης

8 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΤΟ ΦΑΣΜΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ B) ΕΠΙΔΡΑΣΗ ma Ή ποσότητα της παραγόμενης ακτινοβολίας Χ είναι ανάλογη του αριθμού των προσπιπτόντων e-, δηλαδή της έντασης του ρεύματος της λυχνίας.

9 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΤΟ ΦΑΣΜΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ Γ) ΥΛΙΚΟ ΑΝΟΔΟΥ Συνεχές φάσμα : Ποσότητα ακτινοβολίας Ζ Γραμμικό φάσμα : Η ενέργεια των χαρακτηριστικών εξαρτάται από το υλικό της ανόδου. Δ) ΦΙΛΤΡΟ: Αποκόπτεται ένας αριθμός φωτονίων (κυρίως χαμηλής ενέργειας) Ελαττώνεται η ένταση της δέσμης και αυξάνεται η μέση Ε.

10 ΑΚΤΙΝΟΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΗ Σκοπός της Διαγνωστικής Ακτινολογίας είναι ο σχηματισμός εικόνων της εσωτερικής ανατομικής δομής του ανθρωπίνου σώματος με τη χρήση των ακτίνων Χ. Πηγή ακτίνων Χ Εξεταζόμενος Φιλμ Η απεικόνιση των δομών βασίζεται στο φαινόμενο της απορρόφησης της ακτινοβολίας Χ από το ακτινοβολούμενο σώμα και της αποτύπωσής της σε ένα (Σ) αποτύπωσης εικόνας (φιλμ, ενισχυτής εικόνας κ.λ.π.).

11 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ Α) ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ Το φωτόνιο αλληλεπιδρά με ισχυρά συνδεδεμένο e Το φωτόνιο απορροφάται πλήρως και εκπέμπεται φωτοηλεκτρόνιο σ Ζ4/Εγ3

12 ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ B) ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ COMPTON Το φωτόνιο σκεδάζεται με ελαφρά συνδεδεμένο e Μεταφέρεται μέρος της ενέργειας του φωτονίου στο e-. Το δευτερογενές φωτόνιο σκεδάζεται κατά γωνία θ. σ Ζ/Εγ

13 ΛΗΨΗ ΑΚΤΙΝΟΓΡΑΦΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ Η δέσμη των ακτίνων Χ διέρχεται από το ανθρώπινο σώμα και εξασθενεί. Η εξασθένηση είναι διαφορετική για τις διάφορες ανατομικές δομές. Αυτή η ανομοιογένεια καταγράφεται στο σύστημα σχηματισμού εικόνας.

14