X射線微觀物理作用-康普頓散射

       歡迎大家收聽，本節講解關于X射線微觀物理作用，在輻射相互作用中，最主要的是康普頓散射，這是影響工業CT圖像質量最大的一個物理過程，學會這節課、你在日常使用工業C替中，便會很容易獲得清晰的圖像。課程來自納奧米科技，一家專門做桌面式工業CT的公司，后面簡稱小納.

康普頓散射是最常見的X射線光子作用，理解散射是很重要的，因為它圖像質量有負面影響

當X射線光子進入到照射物體的原子，X射線光子能量部分被松散束縛的外層電子吸收，導致電子被撞出它的軌道，我們稱之為電離，產生的電子通常被稱為康普頓電子，因為它是由康普頓散射產生的，其余的光子能量立即以散射光子的形式離開原子，它的能量比原來的光子少，運動方向也不同，這就是為什么我們稱它為分散性照射，簡稱散射；     

在康普頓散射中，當入射光子與外層電子相互作用時，發生康普頓散射，這種能量被電子吸收，導致電子被撞出軌道，與此同時，也產生了一個散射光子。

康普頓散射與光電效應不同，光電效應中入射光子在與原子核外電子發生作用時，能量完全消失、并且不產生散射線，因此光電效應對于工業CT成像是有利的。

普通散射（也叫做瑞利散射）也不同，瑞利散射沒有電離電子產生，入射的射線只是發生了方向改變，并且普通散射會隨著射線能量提高而急劇減少，因此在工業CT成像中可以忽略不計。

那么康普頓散射的影響是什么呢？記住我們應該關注的是兩個方面，職業劑量和圖像質量，事實上康普頓散射是職業性劑量的頭號來源，這是因為在任何成像過程中，受照射物體都會成為散射輻射源，并且是向四面八方發射，因為X射線源是定向發射，所以防輻射鉛房更多的是用來防護康普頓散射線，避免操作人員受到照射。

另一個方面，康普頓散射對圖像也有影響，最左邊是高質量X光影像，一旦有了散射線后，就會降低圖像對比度，變成最右側的效果，圖像的邊界明暗區別大大減小了。

那么怎么控制康普頓分散呢？這里通過兩個方式，可以有效的控制康普頓散射的多少。

事實上，X射線從空氣中穿過，這時幾乎沒有物體，所以不會發生散射，而當X射線照射物體比較復雜，就會產生更多的散射線。因此可以簡單理解為，受照射物體材料組分越多、厚度越大，產生的散射線劑量就會越多，為了保證較高的圖像質量，醫療和工業上都應該盡量減小受照射物體的材料組分或者尺寸大小，這控制康普頓散射的一個方法，但有時候并不能實現。

另一個很有效的方式，就是減小工業CT的電壓值，因為隨著電壓的增大康普頓散射劑量會成倍增加，圖像的對比度也會降低。

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