X射線管足跟效應的蒙特卡羅模擬與分析

項 安 梁 魯 陳瑞燾

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X射線管足跟效應的蒙特卡羅模擬與分析

項 安 梁 魯 陳瑞燾

（同濟大學 電氣工程系 上海 201804）

X射線管的足跟效應是影響其性能的重要因素。為研究足跟效應對X射線能譜分布的影響，利用MCNP5軟件構建了X射線管仿真模型，并設置了不同空間位置分布的探測器組，通過改變靶角、管電壓和靶材料等參數研究X射線管的性能。仿真得到了靶角對X射線能譜的影響，以及在不同空間方位上X射線強度的分布，最后綜合仿真結果得到了靶角、管電壓以及靶材料對足跟效應的影響規律。仿真的方法和結果對X射線管的設計和使用提供了一定的理論指導。

陽極足跟效應，X射線球管，能譜分布，蒙特卡羅模擬

反射式X射線管廣泛應用于醫用CT及工業用無損檢測等領域，但這種射線管一個主要缺點是會產生足跟效應[1]。足跟效應指在X光管出光窗口的軸線方向上，靠近X光管陽極靶金屬一端的X射線強度明顯低于X光管陰極一端的X射線強度，其原因為陽極金屬靶面與高能電子是非垂直的，當高能電子打入靶金屬后，高能電子與靶金屬相互作用發生軔致輻射，產生X射線光子，當光子從靶面射出時，靠近陽極一端的靶金屬較厚，對光子的衰減作用更強，而靠近陰極一端的靶金屬較薄，對光子衰減作用較弱。因為靶金屬的厚度是逐漸過渡的，所以輸出光子的強度也是從接近陰極端到接近陽極端由強到弱逐漸過渡的，X射線管陽極足跟效應示意圖如圖1所示。……