X線の発生

特性X線の発生

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「対策ノート：放射性壊変」

放射性壊変

(R3.6, R2.7) α壊変 (R4.20, R2.8.12,R1.6.31) 　(A，Z)　→　(A-4，Z-2)　+　α ・親核種からα粒子が飛び出す ・壊変条件 ：Q＞0 　Q値＝｛M親－(m娘+α)｝×C2 　M親：親核種の質量　 　m娘：娘核種の質量　 　C：光速 ・エネルギー保存則　 (R3.31) 　Q＝1/2×mαvα2　+　1/2×m娘v娘2 ・運動量保存則　 (R4.12, R3.31) 　m娘v娘＝mαvα ・α粒子のエネルギーEα 　Eα＝1/2×mαvα2 　Eα＝m娘 / (m娘+mα)×Q →α線は線スペクトルのエネルギーをもつ →Eαはトンネル効果(量子力学的説明)によってクーロン障壁を超える ・生成核の反跳エネルギーEb (R3.13) 　Eb＝mα/ (m娘+mα)×Q 　　　＝(mα/ m娘)×Eα ・ガイガー・ヌッタルの法則　 　放出されるα粒子のエネルギーと崩壊定数の経験的関係を示す式 　短い半減期の核種からのα線エネルギー>長い半減期の核種からのα線エネルギー β－壊変 　(R2.32) 　(A，Z)　→　(A，Z+1)　+　β－ ・弱い...

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制動X線の発生

　(R2.14)
・単位時間の発生強度I＝K×I×Z×V²

・制動放射線の発生効率η＝K×Z×V［％］

*診断領域ではηは1％未満である
　K：定数(1.1×10^-9)　
　I：管電流　
　Z：ターゲットの原子番号　
　V：管電圧

管電圧と制動放射線の最大エネルギーの関係

・デュエンハントの法則　
　加速電子のエネルギーE＝e×V　　
　V：X線管電圧［kV］
　また,eV　＝　hν　＝　hC / λ

制動X線の強度分布(角度)　

・ゾンマーフェルトの理論式I(θ)
　I(θ)＝A-sin2θ/(1-βcosθ)6
　θ：ターゲットへ入射した電子の進行方向を0°とした角度
　入射電子のエネルギーが増加した場合(10MeV以上)
　βが1に近づく　→θ＝0°(前方)の強度が増加

　入射電子のエネルギーが減少した場合(30～150keV程度)
　βが0に近づく　→θ＝90°(側方)の強度が増加

X線の線質・線量

　(R3.32)
・線量
：管電流,管電圧に影響され,X線の量を表す

・線質
：X線のエネルギースペクトルで表され,簡易的には管電圧や半価層,実行エネルギーで表される

・実効エネルギー
：ある連続スペクトルX線と半価層が等しくなる単色X線のエネルギー