بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده

بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده

اسلاید 1: 1به نام خدا

اسلاید 2: بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده2

اسلاید 3: 3موضوع: بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده1 - پراکندگی همدوس 2- اثر فتوالکتريک 3- پراکندگی کمپتون 4- توليد جفت 5 - تجزيه توسط فوتونرفرنس: 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 غيابرفع اشكالات درسي::( يك شنبه 10 -12) ( دوشنبه 11- 12) ( سه شنبه 10- 12)

اسلاید 4: 4 dI = -μ dx.I عبور پرتو اولیه با شدت Io از ضخامت ماده (X ) و کاهش شدت آن I = Ioe -μxوابستگی 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-3 بر هم کنش یا برخورد پرتو رنتگن با ماده

اسلاید 5: 5 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 6: 6اثر فتو الکتريک A- برخورد يک فوتون با الکترون لايه داخلی (K ,L ) با انرژی کمی بيش از انرژی همبستگيe Ei = E b + EB- انتقال انرژی فوتون به الکترون , ناپديد شدن فوتونC- تغيير الکترون به يون منفی و جذب مادهD- 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 7: 7احتمال وقوع برخورد فتوالکتريک1- دارا بودن انرژی کافی فوتون برای غلبه بر انرژی همبستگی الکترون 2- دارا بودن تشابه انرژی فوتون با الکترونمثال: 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 فتوالکتريکتوليد اشعه X اختصاصی در هدف دستگاه راديولوژیدر 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 8: 8کاربرد فتو الکتريک در راديولوژی تشخيصیجنبه 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 انرژیفوتون تابشي توسط بيمار به حداقل رسانيدن اکسپوژر , استفاده از بالاترين انرژی اشعه X (KVP بالا)جهت به حداقل رسانيدن اثر فتو الکتريک

اسلاید 9: 9پراکندگی 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 10: 10محاسبه 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 : Eiانرژی فوتون بخش: Ec انرژی همبستگی : Eb انرژی جنبشی الکترون : Eke  عوارض: پرتوهای اسکتر( مه آلودگی)← مه آلودگی روی فيلم ,كنتراست کمحذف مشکل , نمی توان از فيلتر استفاده کرد (زياد پرتو اسکتر) تابش از طريق بيمار( فلوروسکوپی) به متصدی فلوروسکوپیاحتمال وقوع:بستگی به:انرژی پرتو و دانسيته ماده جاذب والکترونهای آزاد جسم جاذب (الکترونهای لايه خارجی) وعدم بستگی به عدد اتمی ماده جاذب 

اسلاید 11: 114- 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 فوتونتجزيه 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 12: 12c ) اثر فتوالکتریکی: وابسته به Z3 و انرژی 1/E3 احتمال برخورد فتوالکتریک در استخوان [13.8 / 7.4] 3 = 6.49 d ) تولید جفتشکل 27-5

اسلاید 13: 13ضریب شکست (پایای کاهش μ)پایای کاهش خطی μ برابر با جمع همه پدیده ها π + σ + τ + Σ = μپراکندگی كلاسيك (همدوس) Σ :فتوالکتریک: τ کمپتون: σ تولید جفت: π احتمال هر برهم کنش1- در انرژیهای پایین: جذب فتوالکتریک با اهمیتافزایش انرژی ◄ فتوالکتریک کم و کمپتون اهمیت بیشتر2- در انرژِیهای بالا (1.02 Mev ) تولید جفت با اهمیتدر انرژیهای 50 kev تا 60 kev تصویر خوب اما متاسفانه انرژی دوز جذبی بیمار زیادشکل 29-5

اسلاید 14: 14جمع بندي و نتيجه گيري:باتشكر از توجه شما پايان

اسلاید 15: A

اسلاید 16: A

اسلاید 17: A

اسلاید 18: A

اسلاید 19: A

اسلاید 20: 1

اسلاید 21: 21

اسلاید 22: 22

اسلاید 23: 23

اسلاید 24: 24

اسلاید 25: 25

اسلاید 26: 126

اسلاید 27: 127