بخشی از پاورپوینت
--- پاورپوینت شامل تصاویر میباشد ----
اسلاید 1 :
موضوع:بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده
1 - پراکندگی همدوس 2- اثر فتوالکتريک 3- پراکندگی کمپتون 4- توليد جفت 5 - تجزيه توسط فوتون
رفرنس: فيزيك پزشكي (دكتر تكاور)(368 - 359)
اهداف:
اهميت موضوع وكاربرد محتواي درس:
اولويت تدريس:
منابع بيشترجهت پژوهش و امتحان: فيزيك راديولوژي تشخيصي (كريستينسن) – فيزيك تشعشع و راديولوژي(نجم آبادي ) – فيزيك پزشكي (كامرون)
نحوه ارزيابي: كوييز- امتحان - حضور و غياب
رفع اشكالات درسي::( يك شنبه 10 -12) ( دوشنبه 11- 12) ( سه شنبه 10- 12)
اسلاید 2 :
-3بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده
dI = -μ dx.I
عبور پرتو اولیه با شدت Io از ضخامت ماده (X ) و کاهش شدت آن
I = Ioe-μx
وابستگی به جنس ماده ( μ ضریب کاهش خطی)
ضریب کاهش خطی] μ cm-1 [
کاهش کسری از انرژی پرتو که در اثر عبور از یک سانتیمتر ماده صورت می گیرد.
شکل (25-5)
ضریب کاهش جرمی ρ/ μ cm2/g
کاهش کسری از شدت پرتو اولیه به وسیله ضخامت
1 g/cm2 ماده
اسلاید 3 :
برخوردهای اساسی بين اشعه X و ماده
پنج راه اصلی برای برخورد يک فوتون اشعه X با ماده
1- پراکندگی كلاسيك (همدوس) 2- اثر فتوالکتريک 3- پراکندگی کمپتون
4- توليد جفت 5 - تجزيه توسط فوتون
1-پراکندگی كلاسيك (همدوس): اشعه با انرژی کم به الکترونهای يک اتم
برخورد کرده و آنها را با فرکانس معادل فرکانس خود
به نوسان در می آورد← الکترون به نوسان درآمده از خود فوتون تابش ميکند ← انرژي فوتون برخورد كننده برابر با انرژي فتون تابشي
* پراکندگی بدون تغيير
* بدون تغيير در طول موج پرتو, هيچگونه انرژی انتقال نمی شود.
* برخورد فوتون با اتم در نتيجه برانگيختگی اتم
* فقط تغيير جهت پرتو
* عدم ايجاد يونش در ماده
* مه آلودگی روی فيلم
اسلاید 4 :
اثر فتو الکتريک
A- برخورد يک فوتون با الکترون لايه داخلی (K ,L ) با انرژی کمی بيش از انرژی همبستگي
e Ei = E b + E
B- انتقال انرژی فوتون به الکترون , ناپديد شدن فوتون
C- تغيير الکترون به يون منفی و جذب ماده
D- پر شدن الکترون لايه K توسط لايهL از دست دادن انرژی و توليد اشعه X اختصاصی(ويژه)
E- انتقال الکترون لايه K ← کل اتم يک الکترون کم ← يون مثبت
محصول اثر فتوالکتريک :
توليد اشعه اختصاصی (ويژه)
توليد يون منفی (رهايي الکترون)
يون مثبت (اتمی با کمبود يک الکترون )
اسلاید 5 :
احتمال وقوع برخورد فتوالکتريک
1- دارا بودن انرژی کافی فوتون برای غلبه بر انرژی همبستگی الکترون
2- دارا بودن تشابه انرژی فوتون با الکترون
مثال: همبستگی انرژی K يد Kev 33 و Kev 34 فوتون بهتر ازkev 100
اگر الکترون بصورت محکمتر در مدار باشد, احتمال بيشتر (عدد اتمی بالا بيشتر)
اثر فتو الکتريک متناسب 3 (عدد اتمی هدف) 3Z
بررسی تشعشع اختصاصی:
فرايند توليد اشعه X اختصاصی در فتوالکتريک
توليد اشعه X اختصاصی در هدف دستگاه راديولوژی
در فتوالکتريک: فوتون اشعه باعث جدا شدن الکترون
اتم ماده در دستگاه راديولوژی: الکترون با سرعت
زياد باعث جدا شدن الکترون هدف
تشعع اختصاصی: اشعه ثانويه نام دارد.و معادل نيست با اشعه اسكتر
اسلاید 6 :
کاربرد فتو الکتريک در راديولوژی تشخيصی
جنبه خوب: توليد تصاوير با کيفيت عالی ← اثر فتو الکتريک باعث افزايش کنتراست
وکنتراست بهتر◄ کيفيت بهتر
افزايش اختلاف بين بافت سخت و نرم ( تفاوت جنس )
عوامل موثر برخورد فتو الکتريک: انرژی اشعه و عدد اتمی ماده جاذب
جنبه بد: دريافت بيشتر اشعه توسط بيمار← جذب تمامی انرژی
فوتون تابشي توسط بيمار
به حداقل رسانيدن اکسپوژر , استفاده از بالاترين انرژی اشعه X (KVP بالا)جهت به حداقل رسانيدن اثر فتو الکتريک
اسلاید 7 :
پراکندگی کمپتون
( فوتون اسکتر = پرتو پراکنده) و توليد مه الودگي در فيلم
A- برخورد فوتون با انرژی بالا با الکترون آزاد از لايه خارجی اتم يک ماده
-Bخارج شدن الکترون از مدار
- Cانحراف فوتون و حرکت در جهت جديد
- Dتوليد جفت يون يونيزاسيون ( اتم بار مثبت و يک الکترون بنام الکترون برگشتی)
انرژی زيادی صرف جدا شدن الکترون نمی گردد ( الکترون آزاد
در مدار خارجی)
فوتون هرگز تمام انرژی را از دست نمی دهد.
ميزان انرژی باقيمانده : انرژی اوليه فوتون
زاويه پراکندگی
فوتون با انرژی کم: بيشتر فوتونها با زاويه 180 به عقب بازگشت
اسلاید 8 :
محاسبه تغيير در طول موج فوتون:
( 1- cosӨ ) 0/024) = ( 1- cosӨ ) ((h/mc= λ ∆
تغيير در طول موج : λ ∆
زاويه انحرافӨ :
12.4/KVp = λ
Ei = Ec + (Eb + Eke )
انرژی فوتون برخوردی : Ei
انرژی فوتون بخش: Ec
انرژی همبستگی : Eb
انرژی جنبشی الکترون : Eke
عوارض: پرتوهای اسکتر( مه آلودگی)← مه آلودگی روی فيلم ,كنتراست کم
حذف مشکل , نمی توان از فيلتر استفاده کرد (زياد پرتو اسکتر) تابش از طريق بيمار
( فلوروسکوپی) به متصدی فلوروسکوپی
احتمال وقوع:
بستگی به:انرژی پرتو و دانسيته ماده جاذب و
الکترونهای آزاد جسم جاذب (الکترونهای لايه خارجی) و
عدم بستگی به عدد اتمی ماده جاذب
اسلاید 9 :
4- توليد جفت:
در محدوده انرژی اشعه X تشخيصی رخ نمی دهد.
A- فوتون تحت تاثير نيروی هسته اتم ← تبديل انرژی به ماده
B- انرژی فوتون > 1. 2 Me v تا بوقوع بپيوند.
برخورد اشعه X با ابر الکتريکی, تحت تاثير ميدان نيروی هسته
← اثر متقابل بين فوتون و نيروی هسته , ناپديد شدن فوتون
تجزيه فوتون به الکترون و پوزيترون
5- تجزيه توسط فوتون:
* برخورد اشعه X مستقيما با هسته و جذب هسته در نتيجه هسته بر انگيخته
* تجزيه هسته اتم
* حداقل انرژی فوتون Mev 7
* تجزيه هسته به نوترون , پروتون و ذره α
* بدون اهميت در راديولوژی تشخيصی (انرژی ماکس 150 kev )
تعداد نسبی وقوع برخوردهای اساسی:
-1پراکندگی همدوس: 5 %
-2پراکندگی گمپتون: 20 %
-3فتو الکتريک: 75 %
3 و 2در راديولوژی تشخيصی با اهميت
اسلاید 10 :
c ) اثر فتوالکتریکی:
وابسته به Z3 و انرژی 1/E3
احتمال برخورد فتوالکتریک در استخوان
[13.8 / 7.4] 3 = 6.49
d ) تولید جفت
شکل 27-5
