Interaciunea radiatiilor X cu substanta (atenuarea radiatiilor X)
Interactiunea radiatiilor X cu substanta are loc atat in functie de substanta
cat si de energia radiatiilor. O modalitate utila de analiza interactia
radiatiilor X cu substanta este observarea atenuarii unui fascicol de
radiatii la traversarea unei substante. In figura de mai jos este aratat
coeficientul de absorbtie al unui fascicol de radiatii X, µ,
pentru fier, in functie de energia radiatiilor. Atenuarea sau absorbtia
radiatiilor X este precizata prin intermediul unui coeficient liniar,
µ, definit in cazul unui fascicol colimat
si monocromatic de radiatii.
Coeficientul de absorbtie este o suma de coeficienti datorati diferitelor
procese de interactie a radiatiilor X cu substanta:
- Efectul Compton (C) are loc cand
un foton X ciocneste un electron slab legat al atomului si are drept
rezultat imprastierea fotonului (de energie joasa).
- Efectul fotoelectric (FE) are
loc cand fotonul este absorbit de atom urmat de eliberarea unui electron
(ionizarea atomului). Trecerea din stare ionizata in stare neutra, prin
rearanjarea electronilor atomului determina emisia unei radiatii X caracteristice
atomului.
- Formarea de perechi (FP) are loc
cand fotonul are o energie mai mare de 1,02MeV si se datoreaza interactiei
dintre foton si nucleul atomului; rezultatul este producerea unei perechi
electron-pozitron (si disparitia fotonului).
- Fotodezintegrarea este procesul prin care un foton este capturat de
nucleul unui atom urmat de emisia unei particule. Procesul are loc la
energii mari ale fotonului.
- Aplicatia de mai jos arata absorbtia unui fascicol de fotoni
X intr-un bloc de substanta (figurat prin dreptunghiul gri). Sunt
figurate drumurile fotonilor in blocul de substanta; detectorul
se afla sub bloc.
- Coeficientul liniar de absorbtie este suma contributiilor coeficientilor
datorate efectelor descrise anterior.
- Aplicatia permite alegerea substantei, a grosimei blocului (intre
0,1cm si 100cm) a tensiunii de polarizare din tubul de producere
a radiatiilor X.
- Reprezentarea grafica arata intensitatea radiariei detectate
in functie de energia fotonilor (exprimata in KeV).
- Actionarea butonului <Raze X> permite obzservarea unui
singur proces de interactie (un singur foton); butonul <Auto>
determina obtinerea rezultatului dupa 200 de fotoni incidenti.
In casetele corespunzatoare se inregistreaza numerele de procese
corespunzatoare imprastierii Thomson (R),
Compton (C), efectului fotoelectric
(FE), formarii de perechi
(FP). In caseta <Nr. inter.>
sunt contorizati fotonii care nu au suferit nici o interactie
la traversarea blocului.
|
In figura de mai sus este ilustrat un fascicol monoenergetic de fotoni
cu intensitatea Io care traverseaza un material de grosime
x si densitate p; atenuarea fascicolului are
loc dupa legea de mai jos:
I/Io = exp(-(µ/p)x)
Legea mai poate fi scrisa si sub forma:
µ/p = ln(Io/I)/x
Io, Isi x pot fi masurate.
|
BluePink 
