방사선 흡수와 산란을 결정하는 것은 무엇인가요?

물질 침투에 따른 방사선 강도 감소는 다음과 같은 반응으로 결정됩니다.

1. 광전 효과

2. 콤프턴 효과

3. 쌍생성

이 중 지배적인 반응은 입사 방사선 에너지와 조사된 물질에 따라 결정됩니다.

광전 효과 상대적으로 에너지가 적은 X-선이 물질을 통과하고 해당 물질의 원자와 광자가 충돌할 때, 해당 광자의 총 에너지를 사용하여 원자의 내부 껍질에서 전자를 방출할 수 있습니다(그림 3-2 참조). 이 현상을 광전 효과라고 하며 개체, 필름, 사용한 필터에서 발생합니다.

콤프턴 효과 X-선 에너지가 더 큰 경우(100 keV ∼ 10 MeV), 광자와 바깥쪽 원자층의 자유 전자 또는 약하게 결합된 전자의 상호 작용으로 에너지의 일부가 해당 전자로 전달된 다음 방출됩니다(그림 4-2 참조). 동시에 광자는 초기 입사각에서 방향을 바꾸어 감소한 에너지의 방사선으로서 충돌에서 방출되며 뒤쪽을 포함한 모든 방향으로 산란("후방 산란")됩니다. 이 내용은 이후 섹션을 참조하십시오. 이 에너지 대역에서 방사선 흡수는 주로 콤프턴 효과가 원인이며 광전 효과에 따른 영향은 적습니다.

쌍생성 이온쌍 형성(그림 5-2 참조)은 매우 높은 에너지 출력(1 MeV 이상)에서만 발생합니다. 고에너지 광자는 충돌과 관련된 원자의 핵과 상호 작용을 일으킬 수 있습니다. 여기서 광자의 에너지를 사용하여 전자(e-)와 양전자(e+)를 방출합니다.

총 흡수/감쇠 X-선의 총 선형 흡수 또는 감쇠는 앞에서 설명한 세 가지 흡수 프로세스의 조합으로, 1차 X-선 에너지가 더 적은 형태의 에너지로 변화합니다. 2차 X-선 에너지는 다른 파장과 다른 이동 방향으로 발생합니다. 이 2차(산란) 방사선 중 일부는 방사선 투과 영상 형성에 기여하지 않으며 흐림 또는 포그 현상 같은 영상 품질 저하를 야기합니다. 방사선 에너지에 대해 구성된 강철의 총 선형 흡수 계수(μ)에 영향을 미치는 X-선 흡수의 다양한 원인이 그림 6-2에 나와 있습니다.