射线检测基础

射线分类
1、γ射线：由放射性同位素如Co60或Cs137产生。是一种高能电磁波，波长很短（0.001-0.0001nm），穿透力强，射程远，一次可照射很多材料，而且剂量比较均匀，危险性大，必须屏蔽（几个cm的铅板或几米厚的混凝土墙）。60Co的能谱为双峰，能量分别为1.173MeV和1.332MeV；Cs137的能谱为单峰，能量为0.662MeV。优点是：能量单一，有利于图像重建；缺点是：强度小，采集足够的光子时间较长。如果加大放射源，就会加大源的焦点。

2、X射线：是由x光机产生的高能电磁波。波长比γ射线长，射程略近，穿透力不及γ射线。有危险，应屏蔽（几毫米铅板）。
产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶。撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为制动辐射。通过加大加速电压，电子携带的能量增大，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。

3、β射线：由放射性同位素（如P32、S35等）衰变时放出来带负电荷的粒子。在空气中射程短，穿透力弱。在生物体内的电离作用较γ射线、x射线强。

4、中子：不带电的粒子流。辐射源为核反应堆、加速器或中子发生器，在原子核受到外来 粒子的轰击时产生核反应，从原子核里释放出来。中子按能量大小分为：快中子、慢中子和热中子。中子电离密度大，常常引起大的突变。目前辐射育种中，应用较多的是热中子和快中子。

5、紫外光：是一种穿透力很弱的非电离辐射。

射线衰减规律
入射到物体的射线，其光量子将与物质发生复杂的相互作用，在相互作用中入射光量子的能量一部分转移到能量或方向改变了的光量子那里，一部分转移到与之相互作用的电子或产生的电子那里。电子将继续与原子发生相互作用，转移到电子的能量主要损失在物体之中。前面的过程称为散射，后面的过程称为吸收。也就是说，入射到物体的射线，一部分能量被吸收，一部分能量被散射。光电效应是吸收过程，康普顿效应是既有吸收又有散射的过程，电子对效应也是吸收过程，瑞利散射是散射过程。透射射线将包含一次射线、二次射线：特征辐射、散射线、康普顿散射线、瑞利散射线及电子（光电子、反冲电子）等。由于这些相互作用，使从物体透射的射线强度低于入射射线强度，这称为射线强度发生了衰减。

实验表明，射线穿透物体时其强度的衰减与吸收体（射线入射的物体）的性质、厚度及射线光量子的能量相关。对于一束射线，在均匀的媒质中，在无限小的厚度范围内，强度的衰减量正比于入射射线强度和穿透物体的厚度。按照图1-14所示的符号，这种关系可以写为
dI=—IµdX
对此式进行积分，得到
Ix=I0e -µX
在一般情况下省略下标“X”，写为
I=I0e -µX
式中：I0——入射射线强度；
I——透射射线强度；
X——吸收体厚度；
µ——线衰减系数（单位常采用：cm-1）。
这就是射线衰减的基本规律。它也适用于粒子辐射，但由于不同射线与物质相互作用的特点不同，因此，公式中出现的线衰减系数将不同。