Ломова А В
Lomova (обсуждение | вклад) (Новая страница: «При рентгенографических исследованиях через вещество пропускают рентгеновские кванты и ...») |
Lomova (обсуждение | вклад) |
||
(не показаны 9 промежуточных версий 1 участника) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
− | При рентгенографических исследованиях через вещество пропускают рентгеновские кванты и регистрируют изображение прошедшего через объект излучения. При этом кванты могут взаимодействовать с веществом различными способами (Рис 5.). При достаточно низкой энергии рентгеновских квантов основной процесс, определяющий взаимодействие, это процесс фотоэлектрического поглощения. | + | =Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом= |
+ | |||
+ | При рентгенографических исследованиях через вещество пропускают рентгеновские кванты и регистрируют изображение прошедшего через объект излучения. При этом кванты могут взаимодействовать с веществом различными способами (Рис 5.). При достаточно низкой энергии рентгеновских квантов основной процесс, определяющий взаимодействие, это процесс [[фотоэлектрического поглощенияфотоэлектрического поглощения]]. | ||
[[Файл:Рисунок5.png|мини|right|300px|Рис.5. Основные процессы взаимодействия рентгеновских квантов с веществом. ]] | [[Файл:Рисунок5.png|мини|right|300px|Рис.5. Основные процессы взаимодействия рентгеновских квантов с веществом. ]] | ||
+ | :Кроме этого, при прохождении рентгеновского излучения через вещество может наблюдаться процессы, когда выброшенный из атома [[электрон|электрон]] получает лишь часть энергии падающего кванта и называется электроном отдачи. Остальная энергия излучается в виде кванта с меньшей энергией, чем у падающего кванта. Такое рассеяние называется Комптоновским. Направление излучения возникшего рентгеновского кванта произвольно. Комптоновское рассеяние имеет место на внешних слабосвязанных электронах атома, либо на электронах легких атомов. Поскольку [[Комптон-эффект|Комптон-эффект]] существенен для легких атомов, из которых в основном состоит человек, то при рентгенографических исследованиях Комптоновское рассеяние составляет значительную часть излучения, прошедшего через тело пациента и приводит к размыванию изображения исследуемого объекта. Для уменьшения этого эффекта в медицинских исследованиях используют отсеивающий растр (Рис.7). Но при этом в несколько раз теряется интенсивность прошедшего через объект излучения, и приходится увеличивать дозу [[облучения|облучения]] пациента. | ||
+ | [[Файл:Рисунок 6.png|мини|right|300px|Рис.6. Влияние процессов рассеяния излучения в пациенте на качество рентгенографического изображения . ]] | ||
+ | :Значительное уменьшение влияния Комптоновского рассеяния достигается с использованием сканирующих методов рентгенографии. В этом случае объект облучается узким пучком рентгеновского излучения, ширина которого во много раз меньше исследуемых особенностей объекта. В результате влияние Комптоновского рассеяния <ref>Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1997. – 292с. | ||
+ | Источник — «http://192.168.6.37/wiki/index.php/99»</ref> от соседних областей на исследуемую область объекта становится несущественным, поскольку эти области попросту не облучаются в момент регистрации. | ||
+ | Поскольку каждое событие рождения и поглощения рентгеновских квантов происходит независимо друг от друга, эти процессы описываются статистикой Пуассона. Так вероятность рождения n квантов с энергией Е за определенный интервал времени определяется распределением [[Пуассона|Пуассона]]: [[Файл:1.png|мини|right|300px|. (1) ]] | ||
+ | где N0 – среднее число квантов с энергией E, рождающихся за определенный интервал времени <ref>Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1989. - 356с. </ref>. При этом, будет стандартным отклонением от среднего числа квантов. Т.е если N0 будет средним уровнем регистрируемого сигнала, то будет являться шумом, определяемым самой природой рентгеновских квантов. | ||
+ | [[Файл:Рисунок 7.png|мини|right|300px|Рис.7. На рис.7 можно видеть, как влияет отношение сигнал-шум на качество регистрируемого изображения.]] | ||
+ | :::::Как видно из рисунка минимальным отношением сигнал-шум при котором еще можно достоверно различить особенности регистрируемого объекта является 1.0 | ||
+ | Следует отметить, что формула описывающая отношение сигнал-шум справедлива только для источника, у которого все кванты имеют одинаковую энергию. Но на практике, в частности в медицинских целях применяют источники (рентгеновские трубки) у которых имеется широкий спектр излучения. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | == Используемые источники == | ||
+ | <references /> | ||
+ | |||
+ | <br /> | ||
+ | <br /> | ||
+ | [[Категория: Физика]] |
Текущая версия на 11:59, 29 ноября 2011
Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
При рентгенографических исследованиях через вещество пропускают рентгеновские кванты и регистрируют изображение прошедшего через объект излучения. При этом кванты могут взаимодействовать с веществом различными способами (Рис 5.). При достаточно низкой энергии рентгеновских квантов основной процесс, определяющий взаимодействие, это процесс фотоэлектрического поглощенияфотоэлектрического поглощения.
- Кроме этого, при прохождении рентгеновского излучения через вещество может наблюдаться процессы, когда выброшенный из атома электрон получает лишь часть энергии падающего кванта и называется электроном отдачи. Остальная энергия излучается в виде кванта с меньшей энергией, чем у падающего кванта. Такое рассеяние называется Комптоновским. Направление излучения возникшего рентгеновского кванта произвольно. Комптоновское рассеяние имеет место на внешних слабосвязанных электронах атома, либо на электронах легких атомов. Поскольку Комптон-эффект существенен для легких атомов, из которых в основном состоит человек, то при рентгенографических исследованиях Комптоновское рассеяние составляет значительную часть излучения, прошедшего через тело пациента и приводит к размыванию изображения исследуемого объекта. Для уменьшения этого эффекта в медицинских исследованиях используют отсеивающий растр (Рис.7). Но при этом в несколько раз теряется интенсивность прошедшего через объект излучения, и приходится увеличивать дозу облучения пациента.
- Значительное уменьшение влияния Комптоновского рассеяния достигается с использованием сканирующих методов рентгенографии. В этом случае объект облучается узким пучком рентгеновского излучения, ширина которого во много раз меньше исследуемых особенностей объекта. В результате влияние Комптоновского рассеяния [1] от соседних областей на исследуемую область объекта становится несущественным, поскольку эти области попросту не облучаются в момент регистрации.
где N0 – среднее число квантов с энергией E, рождающихся за определенный интервал времени [2]. При этом, будет стандартным отклонением от среднего числа квантов. Т.е если N0 будет средним уровнем регистрируемого сигнала, то будет являться шумом, определяемым самой природой рентгеновских квантов.
- Как видно из рисунка минимальным отношением сигнал-шум при котором еще можно достоверно различить особенности регистрируемого объекта является 1.0
Следует отметить, что формула описывающая отношение сигнал-шум справедлива только для источника, у которого все кванты имеют одинаковую энергию. Но на практике, в частности в медицинских целях применяют источники (рентгеновские трубки) у которых имеется широкий спектр излучения.
Используемые источники
- ↑ Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 1997. – 292с. Источник — «http://192.168.6.37/wiki/index.php/99»
- ↑ Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1989. - 356с.