10-11核技术应用实验讲义
核技术应用课程设计
核技术应用课程设计本次核技术应用课程设计主要是针对学生在学习核技术应用过程中，对于所学内容的整合、应用与创新能力的培养以及实践操作技能的提升。
设计旨在让学生在实践中巩固所学知识，提高实际应用能力，达到教育教学目标。
本课程设计内容如下：一、课程背景核技术应用是应用核科学中核反应的基本规律开展的一门技术学科。
该学科在制药、化工、能源、环保等领域都有广泛应用和发展。
对于核技术应用的学习，需要有基本的物理、化学、生物和数学知识，以及相关的实验技能。
二、课程目标本次课程的主要目标是：1.深入理解核技术应用的基本理论和应用技术；2.掌握核技术应用的实验操作技巧，运用核技术解决实际问题；3.提高创新思维和实际应用能力，培育团队协作和沟通能力；4.培养学生的科学素养和科学态度，关注核技术发展对社会经济的影响。
三、课程设置1.理论课：主要讲授核技术应用的基本理论、实际应用和安全应用等内容；2.实验课：实践操作、验证理论知识并提高实际应用能力；3.课程设计：针对核技术应用的实际应用问题，进行应用实践和创新研究。
四、课程设计内容本次课程设计的具体内容如下：1. 理论课程1.1 核技术应用的基本概念1.2 核技术应用的理论基础1.3 核技术应用的安全应用2. 实验课程2.1 核技术应用的实验仪器操作和实验数据处理2.2 核技术应用的实验实践作业3. 课程设计3.1 核技术在环保领域的应用研究3.2 核技术在能源利用领域的应用研究四、教学方法与评价方式本课程采用小组合作学习的方式进行，每个小组人数为3-5人，每个小组对应一个课程设计主题进行研究和设计。
小组成员在完成课程设计的过程中需分工协作，形成团队合作精神和沟通协调的能力。
本课程的评价方式分为实验成绩、课程设计成绩和考试成绩三个方面。
实验成绩主要是根据实验的完成情况和实验报告的质量评分，课程设计成绩主要按照课程设计成果的实际应用价值和创新性得分，考试成绩主要是根据期末考试的成绩评分。
核技术应用复习资料
N (t0 ) P
(1 e
t0
) =
N t s
t1 时刻放射性活度
A(t1 ) A(t0 )e (t1 t 0 ) A(t0 ) D
A(t0 ) P(1 e t 0 ) NtS
D e ( t1 t 0 )
测量时间记录的放射性数 t1-t2 测量时间 t1-t2 间隔记录到射线总计数：
核分析技术应用复习
一 活化分析和核反应产额计算 二 带电粒子弹性散射分析 三 正电子湮没 四 核磁共振和扰动角关联 五 穆斯堡尔谱学 六 沟道效应 七 荧光分析 八 核反应分析
考试注意： 1，开卷考试，可以带书等，务必带计算器 2，各种方法原理、特征或描述参量、实验测量、应用 等要了解和掌握。 3，计算要注意量纲，计算器使用要比较熟练。
16
N 和 19O 的半衰期差别很大
19
O 的半衰期 29.4s， -， N 的半衰期 7.4s， -。
16
实验上利用半衰期差，测定 19O，从而确定 19F 含量。
核技术应用课件
正电子湮灭
➢正电子湮灭前在人体 组织内行进1-3mm
➢湮灭作用产生: ➢能量（光子是 511KeV） ➢动量
同时产生互成180度的 511 keV的伽玛光子。
PET
➢ PET。正电子发射计算机 断层扫描（Positron Emission Computerized Tomography,简称PECT或 PET）是目前最先进的医 疗诊断设备。
核技术应用
核 科 学 技 术 的 组 成 和 应 用 范 围
中国第一颗原子弹爆炸烟云
核物理和 放射化学 等基础研 究。
优化的EDTMP结构
我国的10MeV直线感应加速器
核技术的应用领域
环境污染 治理和分 析检测
环境
军事
核医学
核技术诊断与辐照治疗
科学研究
核技术
辐射育种、辐射不
农业
育防治虫害和同的浓度 测定文物、化石、煤 炭等的年代。
检测 与分 析, 辐射 加工
➢核医学 ➢核农学 ➢环境 ➢考古 。。。。
核医学
➢什么是核医学？
➢核医学是一门利用与研究放射性核素诊断与治 疗疾病并探索其机制与理论的医学学科。
➢核医学包括基础研究和临床应用两个部分， 他们的发展又与核药学及核仪器的发展密 切相关。
➢γ刀 ➢X 刀
硼中子俘获疗法
➢将中子俘获截面大的核素引入亲肿瘤药物， 注射到或服入肿瘤患者体内，待药物富集于 肿瘤组织后，用中子束照射肿瘤部位引起中 子俘获反应，核反应产生的次级辐射及反冲 核对肿瘤细胞起杀伤作用，这种治疗癌症的 方法称为中子俘获疗法。以10B作为靶核素的 中子俘获治疗特称为硼中子俘获疗法（BNCT ，Boron Neutron Capture Therapy)
《核能及其应用》 讲义
《核能及其应用》讲义一、核能的基本原理核能，这个听起来神秘而强大的能源，其实源于原子内部的微观世界。
在原子核中，蕴藏着巨大的能量。
当原子核发生变化时，比如裂变或聚变，就会释放出这种惊人的能量。
先说核裂变，就像一个大的原子核被“劈开”成两个或多个较小的原子核。
这一过程会产生大量的能量以及一些中子。
这些中子又能引发其他原子核的裂变，形成链式反应，持续释放能量。
核聚变则是把轻的原子核“聚合”在一起，变成较重的原子核。
比如，让氢原子核聚变成氦原子核。
核聚变产生的能量比核裂变还要巨大。
要理解核能的强大，我们可以通过一个简单的对比。
燃烧煤炭、石油等传统能源，只是原子之间的化学键被打破和重新组合，释放的能量相对较少。
而核能是原子核层面的变化，所以释放的能量要大得多。
二、核能的优点核能的出现为人类能源供应带来了诸多优势。
首先，核能的能量密度极高。
一小块核燃料所蕴含的能量，相当于数万吨煤炭所能提供的能量。
这意味着使用核能可以大大减少对燃料的需求和运输成本。
其次，核能是一种相对清洁的能源。
与传统的化石燃料发电相比，核能发电不会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等污染物，对缓解全球气候变化和改善空气质量有着重要意义。
再者，核能具有较高的稳定性和可靠性。
一旦核反应堆建成并投入运行，它可以持续不断地提供电力，不受季节、气候和地理条件的限制。
三、核能的应用领域1、核能发电核能在发电领域的应用最为广泛。
核反应堆产生的热能通过蒸汽发生器转化为蒸汽，驱动涡轮机旋转，进而带动发电机发电。
目前，许多国家都拥有核电站，为社会提供了大量的电力。
2、核能在医疗领域的应用在医疗方面，核能也发挥着重要作用。
放射性同位素可以用于诊断和治疗疾病。
例如，碘-131 可用于治疗甲状腺疾病，钴-60 可用于癌症的放射治疗。
3、核能在工业领域的应用核能还可用于工业生产中的辐照加工。
通过对材料进行辐照，可以改变其性能，如提高材料的强度、耐腐蚀性等。
4、核能在农业领域的应用在农业领域，利用放射性同位素进行辐射育种，可以培育出更优良的农作物品种，提高农作物的产量和质量。
核技术应用课程设计 (2)
核技术应用课程设计一、介绍核技术是现代科技的重要组成部分，具有广泛的应用领域，包括能源、医疗、工业、环境保护等。
因此，掌握核技术的原理和应用，对于提高人们的科技素养和实践能力至关重要。
本课程设计旨在帮助学生了解核技术的原理、应用及其在社会上的作用，同时引导学生运用所学知识设计出具有实用性和挑战性的项目，提高其创新和团队协作能力。
二、课程目标通过本课程设计，学生将能够：1.掌握核技术及其原理；2.了解核技术在能源、医疗、工业、环境保护等领域的应用；3.运用所学知识设计出具有实用性和挑战性的项目；4.提高创新和团队协作能力。
三、课程大纲3.1 基础知识1.原子核结构和放射性衰变；2.核反应过程及其分类；3.辐射与剂量；4.核技术在工业、医疗和环境中的应用；5.核电站的原理和组成；6.核能与可持续发展。
3.2 课程设计1.项目选题和组队；2.项目调研和需求分析；3.项目设计和方案制定；4.项目实施和测试；5.项目评估和总结。
四、课程评估1.课堂出勤率占总分的20%；2.课程作业（包括调研报告、项目设计方案、实施报告等）占总分的40%；3.课程项目成果展示和答辩占总分的40%。
五、参考资料1.朱仲丽，核技术与应用，高等教育出版社，2012；2.李万里，核科学与技术，中国原子能出版社，2012；3.徐瀛，现代核技术及其应用，科学出版社，2015；4.王锋等，核技术原理与应用，北京大学出版社，2013。
六、结语核技术在现代社会中具有重要的应用意义，学习本课程将能够使学生更好地了解核技术的原理和应用，掌握核技术在不同领域中的实际应用情况，提高学生的创新和团队协作能力。
相信通过本课程设计，学生们将能够在未来的实践中更好地应用所学知识，为社会的发展和进步做出贡献。
核技术利用基础PPT课件
常用β源
6
3.低能光子源
利用发射低能γ射线和X射线的放射性核素，或 利用β辐射体与靶物质产生的韧致辐射制成 的源统称为低能光子源。
低能光子源主要用于厚度计、密度计、X射线荧 光分析仪等仪表。
发射低能光子的放射性核素有55Fe、57Co、 125I、238Pu、241Am、244Cm等。
• 能量分辨率——探测器对相近能量的分辨能力 • 能量响应——辐射剂量（uSv/h）相同，但能量不
同时，仪器读数显示的差异 • 30KeV ～2MeV≤±15%（相对137Cs）
2MeV ～7MeV≤±30%（相对137Cs） • 响应时间——能精确给出粒子到达时间的能力 • 线性响应——探测器给出的信息在一定范围内与
RL 负载电阻
22
离子和电子在外加电场中的漂移
离子和电子除了与作热运动的气体分 子碰撞而杂乱运动和因空间分布不均匀造 成的扩散运动外，还有由于外加电场的作 用沿电场方向定向漂移。
这种运动称为“漂移运动”，定向运 动的速度为“漂移速度”。它是形成输出 信号的基本过程。
23
工作气体：
气体探测器的工作介质为气体，工作 气体充满电离室内部空间；
4
核技术利用放射源分类
密封源——密封在包壳里或紧密地固结在覆盖层 里并呈固体形态的放射性物质。
1.α放射源
α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器、 放射性避雷器等离子发生器。 常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、 241Am、235U、238U等
5
2.β放射源
β放射源主要用于β活度测量、 β能量响应刻 度时的参考源和工作源、放射性测厚仪、皮 科敷贴器、气相色谱仪的电子捕集器等。
核技术应用PPT课件
与常规烟气脱硫技术相比，该法优点为：属干法脱硫，可以同时脱 除烟气中的氮氧化物，脱除率高达80％以上；其工艺简单，系统阻力小， 开、停车方便；对烟气中硫、氮氧化物浓度变化的适应性强，能副产肥 料，无废渣产生。
世界上包括美国在内的7个国
家中的知识产权。
图7-37 旋转式伽马刀（中国，深圳）
核技术应用与辐射19防护
3．在基础医学研究中的应用
放射性示踪方法的应用在医学科学中引起了划时代的 变化，使核医学工作者有可能从分子水平动态地认识生命 的本质，帮助人们揭开生物体内和细胞内精细的、复杂的 理化过程，有助于深入细致地研究生命活动的物质基础、 疾病的病因，以及药物的作用原理，大大地推动了医学科 学的发展。
（4）γ射线远距离体外照射治疗 此方法是利用活度很大的辐射源放射出来的γ射线，
集中照射患病部位进行治疗。远距离体外照射治疗最常见 设备为“伽马刀”，但最近的研究发现，使用质子或α粒 子可能更为有效，有报道称质子治疗设备已经投入了临床 应用。
核技术应用与辐射16防护
伽马刀（Gamma Knife）
在放射性药物应用中最前沿的是导 向治疗，其以特异单克隆抗体或“受体 配基”作为载体，标记上高活度的放射 性同位素，引入机体后，单克隆抗体可 自动追寻攻击肿瘤细胞，而对正常组织 损伤极小。
图7-34 放射性药物碘－131
核技术应用与辐射12防护
（2）放射性胶体治疗（“粒子刀”或种子治疗）
将放射性胶体注射于肿瘤组织内，或注入到因肿瘤转移而引起的 胸、腹腔积液的浆膜腔内，这些放射性胶体颗粒可在停留部位对局部 进行照射，从而控制或抑制肿瘤的播散和胸、腹水的生长。
核技术与应用课程教学大纲
了解基于探测缓发辐射的核分析 2 讲授 方法，了解基于探测瞬发辐射的
课堂提问, 小练习
核分析方法
掌握竞争放射分析，了解放射性 核技术在医 药物概论，掌握放射性核素脏器 学和生物学 中的应用 物学中的应用 2 讲授 显像技术，了解放射性核素在生 查阅资料 写报告
了解辐射诱变育种技术，了解辐 核技术在农 业和环境保 护中的应用 3 讲授 照技术在三废处理和环境检测评 价中的应用 查阅资料 写报告
了解放射化学分离的重要性和特 放射化学分 离技术 点，掌握沉淀和共沉淀分离法， 3 讲授 溶剂萃取分离法，离子交换分离 法、萃取色层分离法 放射性核素 的生产与标 记化合物的 合成 核辐射分析 技术 了解医用放射性核素来源，掌握 6 讲授 放射性核素发生器原理，掌握标 记化合物的制备方法 课堂提问, 小练习 课堂提问, 小练习
《核技术与应用》课程教学大纲
课程基本信息（Course Information） 课程代码 （Course Code） *课程名称 （Course Name） 课程性质 (Course Type) 授课对象 （Audience） 授课语言 (Language of Instruction) *开课院系 （School） 先修课程 （Prerequisite） 授课教师 （Instructor） NU330 *学时 （Credit Hours） 32 *学分 （Credits） 2
教学内容
学 时
教学方式
作业及 要求
基本要求 Байду номын сангаас解原子核，核衰变类型，核衰
考查方式
原子核与放 射性
4
讲授
变规律，掌握射线与物质的相互 作用。
课堂提问, 小练习
了解天然放射性元素和天然放射 核反应及其 化学效应 2 讲授 系，了解人工放射性元素，锕系 元素化学 课堂提问, 小练习
核科学与核技术应用作业指导书
核科学与核技术应用作业指导书第1章核物理基础 (3)1.1 原子核的结构 (3)1.1.1 核子 (3)1.1.2 核子间的相互作用 (3)1.1.3 原子核的稳定性 (3)1.2 核反应与核衰变 (4)1.2.1 核反应 (4)1.2.2 核衰变 (4)1.3 核力与核模型 (4)1.3.1 核力 (4)1.3.2 核模型 (4)第2章核能的释放与利用 (5)2.1 裂变反应 (5)2.2 聚变反应 (5)2.3 核能的利用与发电 (5)第3章核反应堆原理 (6)3.1 核反应堆分类与结构 (6)3.2 中子扩散与反应堆临界 (6)3.3 反应堆热力学与热工水力学 (6)第4章核电站运行与管理 (7)4.1 核电站的运行原理 (7)4.2 核电站的运行控制 (7)4.3 核电站的安全管理 (7)第5章核燃料循环 (8)5.1 核燃料的提取与制备 (8)5.1.1 提取方法 (8)5.1.2 制备过程 (8)5.2 核燃料的利用与处理 (8)5.2.1 核燃料利用 (8)5.2.2 核燃料处理 (8)5.3 核废料处理与处置 (8)5.3.1 处理方法 (8)5.3.2 处置方式 (9)5.3.3 环境保护 (9)第6章核技术应用 (9)6.1 放射性同位素应用 (9)6.1.1 医学领域 (9)6.1.2 工业领域 (9)6.1.3 环境保护领域 (9)6.2 核辐射探测技术 (9)6.2.1 射线探测器 (9)6.3 核技术在工业与农业领域的应用 (10)6.3.1 工业领域 (10)6.3.2 农业领域 (10)6.3.3 环保与公共安全领域 (10)第7章核安全与防护 (10)7.1 核与辐射危害 (10)7.1.1 核类型及成因 (10)7.1.2 辐射危害及影响 (10)7.2 核安全防护措施 (11)7.2.1 设计安全 (11)7.2.2 运行安全 (11)7.2.3 辐射防护 (11)7.3 核应急处理 (11)7.3.1 应急预案 (11)7.3.2 应急响应 (11)7.3.3 后处理 (11)第8章核不扩散与核裁军 (11)8.1 核不扩散政策与机制 (11)8.1.1 核不扩散政策 (12)8.1.2 核不扩散机制 (12)8.2 核裁军历程与现状 (12)8.2.1 核裁军历程 (12)8.2.2 核裁军现状 (12)8.3 核裁军的技术与政治问题 (12)8.3.1 技术问题 (13)8.3.2 政治问题 (13)第9章核能与可持续发展 (13)9.1 核能的可持续性评估 (13)9.1.1 资源保障 (13)9.1.2 环境影响 (13)9.1.3 技术安全 (13)9.1.4 经济性 (14)9.2 核能与环境保护 (14)9.2.1 温室气体减排 (14)9.2.2 环境友好型能源 (14)9.2.3 废物处理与处置 (14)9.3 核能在未来能源体系中的地位与作用 (14)9.3.1 促进能源结构优化 (14)9.3.2 支撑能源转型 (14)9.3.3 满足多元化能源需求 (14)9.3.4 推动能源科技创新 (15)第10章核科学与核技术的伦理问题 (15)10.1 核技术的伦理争议 (15)10.1.2 核扩散与核恐怖主义 (15)10.1.3 核废料处理与环境保护 (15)10.2 核科学与核技术的伦理原则 (15)10.2.1 人类福祉原则 (15)10.2.2 公平原则 (15)10.2.3 透明度原则 (15)10.2.4 预防原则 (15)10.3 核科学与核技术教育的伦理责任 (15)10.3.1 培养伦理意识 (15)10.3.2 强化伦理教育 (16)10.3.3 推动伦理规范制定与实施 (16)10.3.4 加强伦理研究 (16)10.3.5 促进国际交流与合作 (16)第1章核物理基础1.1 原子核的结构原子核是物质的基本组成部分，它位于原子的中心，由质子和中子组成。
《核能及其应用》 讲义
《核能及其应用》讲义一、核能的基本原理核能，这个听起来神秘而强大的能源形式，其实源于原子核内部的结构变化。
简单来说，就是通过某些方式使原子核发生分裂或聚合，从而释放出巨大的能量。
原子核由质子和中子组成。
当原子核发生裂变，比如铀-235吸收一个中子后分裂成两个较小的原子核，并同时释放出两到三个中子和大量的能量。
而这些释放出的中子又能继续引发其他铀-235原子核的裂变，形成链式反应，持续释放出更多的能量。
核聚变则是让轻原子核，比如氢的同位素氘和氚，在极高的温度和压力下聚合在一起形成较重的原子核，如氦原子核，并释放出巨大的能量。
二、核能的优点核能具有许多显著的优点，这使得它在能源领域中占据着重要的地位。
首先，核能的能量密度极高。
少量的核燃料就能产生大量的能量。
与传统的化石燃料相比，核能所需的燃料量极少，就能持续供应大量的电力。
其次，核能是一种相对清洁的能源。
在正常运行情况下，核能发电不会像燃烧化石燃料那样产生大量的温室气体和污染物，对缓解气候变化和改善环境质量具有重要意义。
再者，核能的供应相对稳定。
不像太阳能和风能等可再生能源受到天气和季节的影响，核电站可以持续稳定地运行，为电网提供可靠的电力支持。
三、核能的应用领域1、核能发电核能发电是目前核能最主要的应用领域。
核电站通过核反应堆将核能转化为热能，再通过蒸汽轮机将热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能。
核电站的建设和运营需要严格的安全标准和监管措施，以确保核辐射不会对环境和公众造成危害。
目前，许多国家都在积极发展核能发电。
一些国家如法国，其核能发电占总发电量的比例相当高。
我国也在稳步推进核电站的建设，以满足日益增长的电力需求。
2、核能在医学中的应用核能在医学领域也有着广泛的应用。
放射性同位素可以用于诊断和治疗疾病。
例如，碘-131 常用于甲状腺疾病的诊断和治疗，钴-60 可用于肿瘤的放射治疗。
正电子发射断层扫描（PET）技术利用放射性同位素标记的药物，能够帮助医生更准确地诊断癌症和其他疾病。
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核技术应用实验讲义核技术教研室2010-2011第一学期目录实验一：ＣＴ成像 (2)实验二：散射γ射线测定物质密度 (22)实验三：γ射线料位计的应用 (24)实验四：用γ谱仪测量建材和环境样品中放射性核素活度 (27)实验五：空气中的的氡（222Rn）浓度测量 (29)实验一 CT成像（4学时）一、概述计算机断层扫描(Computed Tomography, 简称 CT)是计算机技术、数字化图像重建技术和核技术相结合的产物。
CT作为一种先进的疾病诊断手段广泛应用于医学，同时又作为一种无损检测手段广泛应用于工业领域。
CT首先用于医学，它是医学诊断史上的重大技术革命，标志着辐射成像技术进入了一个以计算机重建图像为基础的新阶段。
1895年11月，德国物理学家伦琴博士(W. C. Rontgen)发现X射线后(并由此获得诺贝尔奖)。
很快X射线透视就成为医学上诊断疾病的一种重要手段，人们通过X射线透视摄影得到了人体形态学的信息。
但由于普通X射线透视摄影是将一个立体的器官(或物体)投射到一个平面上，得到的仅是影像重叠的平面图像。
由于人体内部各组织互相重叠，这种二维图像不易确定病变的准确位置。
CT 的诞生，则解决了这个问题。
XCT完全不同于X射线诊断仪在胶片上投影重叠成像，而是用X射线对被检测对象的某一断层(或称薄层)进行扫描，然后经计算机进行数字化图像处理后可得到对比度很高的清晰图像。
就严格的图像理论而言，由断层扫描数据直到建立图像，过程比较复杂。
图1给出了CT扫描成像示意图。
可以看出，CT的功能就是将人体中某一断层中的组织分布情况，经过射线对该断层的扫描，探测和数据采集系统对信息的收集，计算机对数据的处理和显示，从而建立该断层的组织图像。
为此，必须依赖特定的图像重建算法求解出数以万计像素上的密度值，这就要求有足够的原始数据，因此射线源必须从目标物的各个方向探测射线所受到的衰减情况，由目标的一系列投影(射线穿过人体薄层为探测器所接收，称为目标投影)，建立起目标内部的组织图象。
这个过程就是通常所谓的扫描。
1971年9月，英国EMI公司中心研究室主任豪斯菲尔德(Hounsfield)研究成功第一台用于临床的头颅XCT机。
1973年六月，美国麻萨诸塞州综合医院建成了美国第一台头颅XCT机。
1974年10月，美国乔治大学医学中心建成了第一台人体全身检测的XCT机。
在上述开创性工作以后，医用CT经历了五代发展过程，其主要目的都是为了提高图像的清晰度，降低数据获取时间，降低由投影数据到建立图像矩阵的时间。
鉴于计算机断层装置在医学上的重大贡献，豪斯菲尔德博士(Hounsfield ,英国)和科玛克博士(Cormack , 美国)获得1979年度诺贝尔医学奖。
二、实验原理本实验的原理是基于窄束γ射线穿过物质时与物质相互作用而产生散射或吸收，使γ射线强度发生变化，通过探测器对其强度做扫描测量而得到CT图像。
本实验仪为三维扫描成像系统。
由物理学中的吸收定律(即朗伯定律)可知，当射线穿过任何物质时，它的强度由于与物质的原子相互作用而减弱，减弱的程度与物质的厚度和组成成分（或吸收系数）有关，其规律可表示为：I I ed=-0μ(1)式(1)中I 为穿过物质的射线强度，I 0为未穿过物质的射线强度，μ为物质的线性吸收系数；d 为穿过物质的厚度。
为了得到复杂样品的内部图像（样品由多种物质组成），在进行实际扫描时，由于不同的物质而表现出不同的μ值，因而由各个μ值的总和决定最后所得的射线强度。
即(1)式可表示为：∑==-ni ii d eI I 10μ (2)图1假定一束宽度较细的、强度为I 0的射线入射到样品上，探测器能探测到透射后的射线强度为I 。
而图2表示在x 处得到一透射强度I 后放射源和探测器平移d 之后又得到一强度为I '的透射的γ射线；经过一系列的平移能得到在某一方向上的样品的透射强度。
然后旋转某一角度φ之后，重复上述操作，又能得到一系列透射强度，然后再旋转某一角度φ……如此反复，直到旋转了180度为止。
由以上的扫描示意图可知，我们通过一系列的平移加旋转扫描，可以得到一系列射线的透射强度I.。
那我们怎么得到物体内部信息呢？在（2）式中，μi 是物体在i x 处的衰减系数， d i 是在射线方向上μ=μi 部分的长度。
当0→i μ时，（2）式又可以写为：0L dlI I eμ-⎰= (3)或II dl L 0ln =⎰μ (4)积分路径为X 射线所经过的路径，⎰Ldl μ 即为射线投影。
如果对图2进行一些改进，加入一系列坐标系，如图3：图中，xoy 为固定坐标系，而y o x ''为绕原点O 旋转的旋转坐标系，其y '方向总是与X 射线的方向相反，则在点（x ，y ）处样品的衰减系数μ为μ（x ，y ），当X 射线源和探测器旋转了φ角后，扫描到x '处，则（4）式变为：)',(ln'),(0x I I dy y x ϕμ=⎰+∞∞- (5) 扫描的方式和路径都是已知的，且0I ，),(0x I 'Φ都可以探测得到，且由图3可知，（y x '',）与（y x ,）经过φ联系在一起,所以经过一定的算法就能得到样品内部的衰减系数μ(在数字图像中称为灰度值，为了方便，以后就不再区分两者的差别)，进而可以知道物体内部的组成成分和结构。
以上CT 的基本思想就是第一代CT 仪的工作原理。
本CT 教学实验仪器采用的也就是这种平移加旋转的扫描方式。
下面简单介绍CT 图象重建的基本原理，图像重建的原理请大家参看“CT 图像重建算法的实现”一文，在这里我们将不再重复，这里我们将用一个4×4像素图像的重建来演示一下图像重建的基本过程。
要进行图像重建，就必须有一个一阶线性方程组，比如一个4×4的图像，重建以前的方程组可以用如下表示：n i i nid X R=∑=16(n=0……k ，k 表示射线扫描的个数) (6)式中d n 是实验中测得的透射率的倒数取对数后的值(ln(I 0/I))，R ni 为加权矩阵(k ×16)，Xi 为像素的灰度值，关于加权矩阵的定义和公式(附1)的推导请参看第二部分。
现在d n 是已知的数值，要求出像素的灰度值(X i )，我们就需要得到加权矩阵，加权矩阵是一个与仪器有关的一个参数，它不仅与准直孔的宽度有关，而且跟扫描的步骤有关，为了便于计算和控制，我们一般将扫描的步骤设成有规律的扫描。
在本实验中扫描的步骤如下：(1) 在某一旋转角度(q)下、在x=0处扫描得到一个值(d q*l )，然后平移d x ，再扫描得到d q*l+1，再平移dx ，再得到d q*l+2…，如此反复，直到平移扫描到头(x)；(2) 然后旋转d q ,重复上面的扫描； (3) 当旋转了180/d q 以后扫描结束；这样扫描得到的方程就是公式(6)，式中的k 很明显应该等于(180/d q *x/d x )，这样扫描会得到怎样的加权矩阵R 呢？下面我们来分析一下，按照定义，我们只需计算出第n 条射线经过哪几个像素格子，就能得到加权矩阵R 第I 行的所有值(加权矩阵经过像素格子中心的，此像素对应的加权值为1，否则为0)。
为了直观表现求解过程，我们用一个例子来表示：待建图像是一4×4像素的图像，分成了16格，其各格的灰度值如图4所示；扫描射线宽度为1，平移扫描长度为4，平移扫描步长为1，旋转扫描步长为45，当第一条射线（q=0，d x =0）入射时，其示意图如图5。
由于射线只经过1、2、3、4号像素，按照定义可得加权矩阵第一行的所有元素的值R[0][0]=R[0][1]=R[0][2]=R[0][3]=1，R[0][j]=0(j=4..15),同理q=0时的其它射线入射得到的加权矩阵也可以很容易得到。
下面我们来看一下如何来求其他射线的加权值，附图6是q=450、d x =0时的扫描示意图。
从附图中我们很清楚的可以看出射线经过像素1、2、3、5、6、9，图5 加权矩阵计算示意图1 1 1 11 0 0 11 0 0 1 1 1 1图4 待建图像灰度分布图6 加权矩阵计算示意图图7 加权矩阵计算示意图但射线只是经过像素2和5的中心,所以只有这两个像素对应的加权矩阵为1,即R[4][1]=1、R[4][4]=1,R[4][j]=0(j=0..15且j ≠1、4)。
为了便于计算机的运算，我们在计算时通常将图6旋转q 度得到图7，即使射线仍然保持在水平状态，只是图像旋转了q 度，显然这种旋转对R 和投射率都没有影响。
这样我们要判断射线是否经过某个像素的中心，只需判断经过旋转后的这个像素的中心点的纵坐标是否在区间[d x *n,d x *n+nRadialWidth](d x 表示平移扫描的步长，n 表示在某一角度下已平移扫描的步数，而nRadialWidth 为射线宽度)即可。
从中我们很容易得到计算加权矩阵的子程序，参看源程序CTDemo.c 中的子程序CalculateR()。
有了加权矩阵我们得到了公式(6)所有的参数值，接下来的任务就是进行迭代得到各个像素的值，迭代的公式如下（具体的推导参见下文）：[][][][])()()()()()()1(x R P R x R P RR x R P RR x R P R x R P R x x TTT T T T Tk k -----+=+ (7) 这种迭代对于计算机来说是最方便的，其具体的操作过程可以看源程序（Rebuild()）。
在程序中为了方便我们假定了所有的像素初始值都为0（当然为了使迭代次数最小，读者也可以用别的算法得到初始值）。
从迭代的每一步结果可以看出，迭代重建的算法是一步步接近真实值的，由于在本例中，透射率(ln(I 0/I))是严格按照给定的图像和扫描方式给出的，所以能够达到真实值，读者可以稍微改动一下投射率的值(即主程序中数组data 的数值)，看看最后的重建结果会有什么变化。
【迭代重建法原理】在迭代重建算法中图像选取不是连续的，而是离散化的，射线也不是像第一章所说的那样无穷细的，而是有一定的宽度的粗线。
如图8所示：将图像区域划分为J=m*n 个像素，并以μ(x m ,x n )表示f(r,θ)的离散值。
每个像素内部的μ(x m ,x n )为常数。
而射线宽度取为τ，其覆盖像素的一部分面积。
它是像素面积的一个分数。
该分数乘以这个像素的像素值x 就是该像素对所述射线投影的贡献。
例如：图中j 号像素的像素值（或为灰度值，或为密度值）为x j ，I 号射线与j 号像素重迭的面积为ΔABC 的面积。
它与像素面积δ2之比r ij =面积ΔABC/δ2≤1，称为 加权因子。