Поглощение рентгеновского излучения в веществе

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

Спектр

Лишь немногие фотоны обладают энергией, близкой к энергии электронов. У большинства из них она ниже. Предположим, что существует пространство, или поле, окружающее ядро, в котором электроны испытывают силу «торможения». Это поле может быть разделено на зоны. Это дает полю ядра вид мишени с атомом в центре. Электрон, попадающий в любую точку мишени, испытывает торможение и генерирует рентгеновский фотон. Частицы, попадающие ближе всего к центру, подвергаются наибольшему воздействию и, следовательно, теряют больше всего энергии, производя самые высокоэнергичные фотоны. Электроны, попадающие во внешние зоны, испытывают более слабые взаимодействия и генерируют кванты с более низкой энергией. Хотя зоны имеют одинаковую ширину, что они имеют разную площадь, зависящую от расстояния до ядра. Так как число частиц, попадающих на данную зону, зависит от ее общей площади, то очевидно, что внешние зоны захватывают больше электронов и создают больше фотонов. По этой модели можно предсказать энергетический спектр рентгеновского излучения.

E_max фотонов основного спектра тормозного излучения соответствует E_max электронов. Ниже этой точки, с уменьшением энергии квантов их число растет.

Значительное число фотонов с малыми энергиями поглощается или фильтруется, поскольку они пытаются пройти через поверхность анода, окно трубки или фильтр. Фильтрация, как правило, зависит от состава и толщины материала, через который проходит луч, что и определяет конечный вид низкоэнергетической кривой спектра.

Различные стихийные эффекты

Подходит для рентгеновской кристаллографии :

• Цирконий — поглощает тормозное излучение и K-бета .
• Железо — поглощает весь спектр.
• Молибден — поглощает тормозное излучение — оставляет K-Beta и K-Alpha .
• Алюминий — «зажимает» тормозное излучение * и устраняет пики 3-го поколения.
• Серебро — то же, что и алюминий, но в большей степени.
• Индий — то же, что и железо, но в меньшей степени.
• Медь — то же, что и алюминий, оставляя только пики 1-го поколения.

Подходит для рентгенографии :

• Молибден — используется в маммографии
• Родий — используется в маммографии с родиевыми анодами
• Алюминий — используется в рентгеновских трубках для общей радиографии
• Медь — используется в общей рентгенографии, особенно в педиатрии .
• Серебро — используется в маммографии с вольфрамовым анодом.
• Тантал — используется во флюороскопии с вольфрамовыми анодами.
• Ниобий — используется в рентгенографии и стоматологической радиографии с вольфрамовыми анодами.
• Эрбий — используется в радиографии с вольфрамовыми анодами.

Ноты:

• — Сжимание тормозного излучения связано с атомной массой. Чем плотнее атом, тем выше поглощение рентгеновских лучей. Только рентгеновские лучи с более высокой энергией проходят через фильтр, создавая впечатление, будто континуум тормозного излучения был ущемлен.
• — В этом случае Мо, кажется, оставляет К-Альфа и К-Бету в покое, поглощая тормозное излучение. Это происходит из-за того, что Мо поглощает всю энергию спектра, но при этом производит те же характерные пики, что и мишень.

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ АППАРАТОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ МЕДИЦИНСКИЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ АППАРАТЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Справочное

Рентгеновские фильтры.

При исследовании материалов с помощью рентгеновского излучения интерпретация результатов усложняется из-за наличия нескольких длин волн. Для выделения отдельных длин волн применяют рентгеновские фильтры, изготовленные из веществ с различным коэффициентом поглощения для различных длин волн, при этом используется тот факт, что рост длины волны излучения сопровождается увеличением коэффициента поглощения. Например, для алюминия коэффициент поглощения рентгеновского излучения К-серии от железного анода (l = 1,932 А), больше, чем для излучения К-серии от молибденового анода (l = 0,708 А) и при толщине алюминиевого фильтра 0,1 мм ослабление излучения от железного анода в 10 раз больше, чем для излучения молибдена.

Наличие скачка поглощения на кривой зависимости коэффициента поглощения от длины волны дает возможность получить селективно- поглощающие фильтры, если длина волны фильтруемого излучения, лежит непосредственно за скачком поглощения. Этот эффект используется для того, чтобы отфильтровать b-составляющую К-серии излучения, которая по интенсивности в 5 раз слабее a-составляющей. Если подобрать соответствующий материал фильтра так, чтобы a и b-составляющие были по разные стороны скачка поглощения, то интенсивность b-составляющей уменьшается еще в несколько раз. Примером может служить задача о фильтрации b-излучения меди, в которой длина волны a-излучения К-серии составляет 1,539, а b-излучения 1,389 А. В то же время на кривой зависимости коэффициента поглощения от длины волны скачок поглощения соответствует длине волны 1,480 А, т.е. находится между длинами волн a и b-излучений меди, в районе скачка поглощения коэффициент поглощения увеличивается в 8 раз, поэтому интенсивность b-излучения оказывается меньше интенсивности a-излучения в десятки раз.

При взаимодействии рентгеновского излучения с твердым телом могут возникать радиационные повреждения структуры, связанные с перемещением атомов. В ионных кристаллах возникают центры окраски, аналогичные явления наблюдаются в стеклах, в полимерах меняются механические свойства. Эти эффекты связаны с выбиванием атомов из равновесных положений в кристаллической решетке. В результате образуются вакансии – отсутствие атомов в равновесных положениях в кристаллической решетке и внедренные атомы, находящиеся в равновесном положении в решетке. Эффект окрашивания кристаллов и стекла под действием рентгеновского излучения является обратимым и в большинстве случаев исчезает при нагреве или длительной выдержке. Изменение механических свойств полимеров при рентгеновском облучении связано с разрывом межатомных связей.

Основным направлением изучения взаимодействия рентгеновского излучения с твердым телом является рентгеноструктурный анализ, с помощью которого исследуют расположение атомов в твердом теле и его изменения при внешних воздействиях.

Лев Миркин

Приложения

Например, источник рентгеновского излучения из меди может предпочтительно производить пучок рентгеновских лучей с длинами волн 154 и 139 пикометров. Никель имеет край поглощения 149 мкм между двумя линиями меди. Таким образом, использование никеля в качестве фильтра для меди привело бы к поглощению рентгеновских лучей с немного большей энергией 139 мкм, в то же время пропуская лучи 154 мкм без значительного уменьшения интенсивности. Таким образом, источник рентгеновского излучения из меди с никелевым фильтром может производить почти монохроматический пучок рентгеновских лучей с фотонами в основном 154 мкм.

В медицинских целях рентгеновские фильтры используются для избирательного ослабления или блокирования низкоэнергетических лучей во время получения рентгеновских изображений ( рентгенографии ). Рентгеновские лучи низкой энергии (менее 30 кэВ) мало влияют на результирующее изображение, поскольку они сильно поглощаются мягкими тканями пациента (особенно кожей). Кроме того, это поглощение увеличивает риск стохастических (например, рака) или нестохастических радиационных эффектов (например, тканевых реакций) у пациента. Таким образом, желательно удалить эти низкоэнергетические рентгеновские лучи из падающего светового луча. Рентгеновская фильтрация может быть естественной благодаря самой рентгеновской трубке и материалу корпуса или добавлена ​​из дополнительных листов фильтрующего материала. Минимальная используемая фильтрация обычно составляет 2,5 мм в эквиваленте алюминия (Al), хотя наблюдается тенденция к использованию большей фильтрации. Производители современного рентгеноскопического оборудования используют систему добавления переменной толщины фильтрации меди (Cu) в зависимости от толщины пациента. Обычно это значение составляет от 0,1 до 0,9 мм Cu.

Рентгеновские фильтры также используются для рентгеновской кристаллографии при определении межатомных пространств кристаллических твердых тел. Эти расстояния между решетками можно определить с помощью дифракции Брэгга , но этот метод требует, чтобы сканирование проводилось приблизительно монохроматическими рентгеновскими лучами. Таким образом, фильтры, подобные описанной выше медно-никелевой системе, используются для того, чтобы позволить рентгеновскому излучению только одной длины волны проникнуть через кристалл-мишень, позволяя результирующему рассеянию определять дифракционное расстояние.

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством