第三代同步辐射源产生强大的X射线束。光束与生物材料的相互作用引起了人们对热损伤和辐射损伤的关注。在这两个问题中，热相互作用有助于从第一原理进行严格的分析，尽管迄今为止还没有进行全面的分析。在本研究中，从理论上研究了第三代同步加速器发出的X射线束与典型冷冻生物晶体的相互作用，特别关注由此产生的非稳态（与时间相关）和稳态传热现象。根据傅里叶数和比奥数作为控制参数，开发了一个独特的状态图来解释和识别预测后续热行为的适用数学模型。根据这些参数的值，会生成一些简化但现实的“通用”解决方案，这些解决方案适用于特定的适用领域。经典传热理论用于描述第三代X射线束与生物材料的热相互作用。除了提出的广义方法外，还解决了许多示例性案例，并明确给出了结果温度水平。总的来说，系统产生的热行为，即在早期瞬态发展和持续长期稳态条件下，峰值和局部温度分布取决于许多因素，包括吸收的能量、对流传热膜系数和气体温度、样品尺寸和形状，以及样品和冷却气体的热物理性质。分析结果揭示了对流对样品的瞬态和最终稳态温度的强烈影响以及内部热传导的影响。与这两种热模型相关的重要和主导热过程的特征时间尺度得到了明确的确定。
