高能X线一般是指各类医用加速器等人工射线装置产生的用来进行放射治疗的高能X光子。从原则上来讲，高能X线的辐射能量也可以用半价层来表示，但高能X线的穿透能力很强，在临床应用的范围之内，其衰减特性并非与射线的能量呈正比关系。并且对高能X线而言，我们所关心的问题不是穿透能力，而是辐射深度和高能X线对人体的物理效应和生物效应。因此，用半价层来定义高能X线的能量没有实用意义。
从本章第一节中的“人工射线装置的光子（X线）放射性原理”的论述中我们已经知道，产生X线的主要条件之一就是“要有高速运动的电子，这一条包含了要有电子源和加速电场两个必要条件”。显然，因为每一个电子的静止质量及能量是确定不变的，所以电子束能量的高低主要取决于加速电场的强度，而当靶材料确定之后，高能X线能量的高低就与电子打靶前的能量的高低密切相关。高速电子打靶前的能量越高，所需要的加速电场的强度就越强，产生的X线的能量就越高，因此，我们可以用加速电子的能量，或者说用标称加速电位即加速电场的强度来定义高能X线的能量，其单位是兆伏（MV），如6MV X-射线、10MV X-射线等。
然而，各类医用加速器产生的高能X线的能谱，并非完全依赖于加速电子的能量，它还与加速方式、电子束的偏转方式、准直系统的设计，特别是所选用的电子靶和均整器的材料、形状与厚度等因素直接相关。针对不同人工射线装置输出的高能X线而言，即便是标称能量相同，如都是10MV X-射线，但照射在人体上的辐射深度和作用效果可能会有很大的差别，这显然是不能接受的！因此，对临床上应用的各类高能放射治疗设备，其输出的高能X线的能量，必须按照统一制定的测量方法，遵照统一的标准进行标定。只有经过实际测量并正确标定的放疗设设备才能投入实际应用。
根据本篇第1章第二节中关于各种射线特点的论述并参考图1-1-3可知，各种电离辐射的特性可以用百分深度剂量曲线（PDD）进行分析和比较。由于这种百分深度剂量曲线可以在最接近于人体组织特性的水模体内进行精确测量而绘制出来，因此，用百分深度剂量曲线来定义和测量电离辐射的品质和特性是最准确而实用的方法。按照这一思路，我们可以认为，百分深度剂量曲线相同的高能X线，不论击靶前的电子能量是多少，都被认为是源于相同的标称加速电压，这样，就可以把以加速电压来确定高能X线能量的定义与实际应用和测量方法统一起来，巧妙地解决了高能X线能量的定义和测量之间的矛盾。
由于在百分深度剂量（PDD）曲线上，100%剂量点即最大剂量点处的辐射深度往往不具备唯一性，因此，国际上相关的专业协会组织推荐了一种比较切实可行的能量标定方法：用标准能量的射线，在源皮距为100cm，照射野尺寸为10cm×10cm的标准照射条件下测量并绘制水模体中的百分深度剂量（PDD）曲线，将最大剂量点后80%剂量点处的辐射深度d80（单位为厘米）确定为该能量的标称加速电压，即标称能量（图1-2-6）。这样，确定了d80的标准深度，就可以确认高能X线的辐射能量。以此数据为标准，就可以标定所测射线的能量。高能X线的标称能量与d80的对应关系，见表1-2-2。目前。设备制造厂家一般都用这一方法或等效方法来确定标称加速电压即高能X线的能量。
另外，从剂量学考虑，对高能X线能量的确定，通常的做法是用辐射能量指数I（quality index）来标定高能X线的能量。辐射能量指数I的定义方法一般有两种（图1-2-7）：一种是保持靶到水模体表面的距离（SSD）不变，改变探头深度，以水模体中20cm和10cm处的百分深度剂量（PDD）之比，即PDD20/PDD10表示（图1-2-7A）；另一种是保持靶到探测器的距离即源轴距（SCD）不变，改变水深度，分别以水模体中20cm处与10cm处的组织体模比（TPR）的比值即TPR20/TPR10来表示（图1-2-7B）（TPR的定义见本章第四节）。
高能X线的标称能量与d80、PDD20/PDD10和TPR20/TPR10的对应关系，见表1-2-2。
图1-2-6 用d80标定高能X线能量
图1-2-7 高能X线的辐射能量指数测量法
A．保持SSD不变，测量PDD20/PDD10；B．保持SCD不变，测量TPR20/TPR10
表1-2-2 高能X线标称能量与d80、PDD20/PDD10和TPR20/TPR10对应关系
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