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