Lektion 5Røntgen stråling
Hvad er røntgenstråling?Hvordan virker et røntgen rør?Hvad bliver der af røntgenstrålerne når de rammer væv?Hvordan får man et billede ud af et røntgen apparat?Hvordan virker en CT-scanner?Er røntgenstråling sundt?
2
Røntgen stråling
Bølgelængde mellem 1pm og 10nm, Frekvens mellem 1016 og 1020 Hz. Energier mellem 10 og 150 keV
c f
E hf
12,4Å keV
E
3
William Konrad Røntgen (1845--1923)
4
Crooks vakuum rør
5
Røntgen rør
Elektronstrømmen i røntgenrøret
Den kinetiske energi af elektronerne
Den kinetiske energi for én elektron
1V = 1J/C1eV = 1,60*10-19C*V=1,69*10-19J
2 exp /tube fI BT W kT A
22
kin
QE QV CV
C
kinE qV eV
6
Bremsestråling
• Energien af en foton udsendt ved bremse-stråling
• Kramers lov
2 1E E E hf
0 0
0
( ) , for
( ) 0, for br tube
br
I E BZI E E E E
I E E E
7
Bremsestråling
• Den samlede intensitet af bremse-strålingen
2, 0br tot tubeI BZI V
8
Emissions stråling
2 2
20
, hvor 1, 2,3,...2e
n
k e ZE n
a n
9
Emissions stråling
10
X-ray tape?
11
Dæmpning af røntgenstråler i væv
• Koherent spredning• Inkoherent spredning• Fotoelektriske effekt tot coh incoh fotoel
12
Beer-Lambers lov igen
Udledning af Beer-Lambers lov
0 0exp expI I z I z
0 0 0
00
00
( ) ( )
ln( ) ln( ) ln 0
exp exp
I x x
I
I x I x dx dI I dx
dIdx
I
dIdx dx
I
II I x
I
Ix I I x
I
13
Kontrast
Subjects Contrast (SC)
2
1
lnI
SCI
0 2
0 1
2 1
1 2 1 2
expln
exp
ln exp ln exp
I xSC
I x
x x
x x x
14
Billeddannelse
0( , ) exp ( , , )I x y I x y s ds
15
Digital billedoptagelse
16
CT-scanning
17
CT-scanning
18
CT-scanning
19
CT-scanning
20
Strålings eksponering
• Strålingsskader• somatiske skader • genetiske skader
• Dosis eksponering
• Dosis ekvivalens
/exD E m
/eqD RBE E m
Radiation RBE
Røntgen og Gamma- stråling 1,0
Beta partikler 1,0-1,7
Alpha partikler 10-20
Termiske neutroner 4-5
Hurtige neutroner og protroner 10
Tunge ioner 20