X射(she)線(xian)輻(fu)照儀的(de)工作(zuo)原理基(ji)於(yu)X射(she)線(xian)的(de)產生(sheng)、傳播及其與物質的(de)相互作(zuo)用,其核心科(ke)學機(ji)制涵(han)蓋(gai)射線(xian)源(yuan)生(sheng)成、能(neng)量調控與劑量(liang)精(jing)準(zhun)控(kong)制三(san)大(da)環(huan)節。
射(she)線(xian)源(yuan)生(sheng)成:X射(she)線(xian)輻(fu)照儀通(tong)過高(gao)電壓(ya)加速電子(zi),使其撞擊金(jin)屬靶材(cai)(如(ru)鎢或(huo)鉬)。靶(ba)材(cai)原子(zi)內層電子(zi)被激(ji)發(fa)至高(gao)能(neng)級後(hou)躍遷(qian)回低(di)能(neng)級,以(yi)X射線(xian)形(xing)式(shi)釋放能量。這壹(yi)過程產(chan)生(sheng)連(lian)續(xu)譜(pu)X射線(xian),其能量範圍取(qu)決於(yu)加(jia)速電壓(ya)和靶材(cai)特(te)性(xing),例(li)如(ru),當(dang)電子(zi)能量(liang)達到千(qian)兆電子(zi)伏特量(liang)級(ji)時,可輻(fu)射出(chu)波長小於0.1納米(mi)的(de)硬(ying)X射(she)線(xian)。
能(neng)量(liang)調控機制:X射(she)線(xian)與物質的(de)相互作(zuo)用主要(yao)通(tong)過光電效應、康(kang)普頓散射和電子(zi)對效應實(shi)現(xian)能(neng)量沈(chen)積(ji)。光電效應中(zhong),入射光(guang)子(zi)能量(liang)被(bei)物質吸收並釋放電子(zi);康(kang)普頓散射則(ze)導(dao)致光(guang)子(zi)波長(chang)增(zeng)加(jia)、能量降低(di),同(tong)時(shi)電子(zi)獲(huo)得動(dong)能。通(tong)過調節管電壓(ya)(決定光(guang)子(zi)能量(liang)和穿透(tou)能力)和管電流(liu)(影響光(guang)子(zi)劑量(liang)和成像信噪比(bi)),可精(jing)準(zhun)控(kong)制X射(she)線(xian)的(de)輸出(chu)特性。例(li)如(ru),降低(di)管電壓(ya)時增(zeng)加管電流(liu)時(shi)間積(ji),可在(zai)保證(zheng)成(cheng)像質量(liang)的(de)同(tong)時(shi)減(jian)少輻(fu)射劑量(liang)。
劑量(liang)精(jing)準(zhun)控(kong)制:劑量(liang)控(kong)制是確保實(shi)驗安全性和結(jie)果(guo)可靠性(xing)的(de)關鍵。其通(tong)過多(duo)重機制實(shi)現(xian):采(cai)用自動(dong)曝光(guang)控制(AEC)實(shi)時(shi)監(jian)測(ce)穿透(tou)射線(xian)劑量(liang),達到預設閾值時(shi)自動(dong)終止曝(pu)光(guang);利用(yong)準(zhun)直(zhi)器限束技術,將(jiang)照射野(ye)精(jing)準(zhun)覆(fu)蓋目標(biao)區域,避(bi)免(mian)無(wu)效輻(fu)射;通(tong)過濾過板吸(xi)收低能X射線(xian),優(you)化有效劑量(liang)分(fen)布。此(ci)外,劑量(liang)校(xiao)準(zhun)流(liu)程使用指(zhi)型電離室(shi)、劑量(liang)儀等(deng)標(biao)準(zhun)測(ce)量工(gong)具(ju),在(zai)規定條件下(xia)(如(ru)SSD=100cm、射(she)野(ye)10cm×10cm)測(ce)定設備(bei)劑量(liang)學參(can)數(shu),並(bing)調整(zheng)設備(bei)指(zhi)示(shi)值(zhi)與標(biao)準(zhun)值(zhi)壹(yi)致(zhi),確保劑量(liang)輸出(chu)的(de)準(zhun)確性。