я - частина коефіцієнта розсіювання, обумовлена ??поглинанням енергії випромінювання в речовині.
Повний коефіцієнт ослаблення є сумою трьох коефіцієнтів, що відповідають трьом процесам взаємодії квантового іонізуючого випромінювання з речовиною.
1.3.6 Шар половинного ослаблення
Шар половинного ослаблення є товщина поглинутоїника, необхідна для поглинання половини падаючого випромінювання. Зв'язок між шаром половинного ослаблення і лінійним коефіцієнтом ослаблення можна отримати із співвідношення (3) якщо взяти інтенсивність минулого пучка дорівнює половині падаючого. Нижче наведено приклад розрахунку товщини захисного шару свинцю в установці для гамма-тераппіі.
Установка з джерелом Со 60 створює потужність дози випромінювання 80 р/хв на відстані 1 м, коли джерело знаходиться в робочому положенні. Правила захисту вимагають, щоб (коли джерело знаходиться в неробочому положенні) потужність дози випромінювання на відстані 1 м не перевищувала 2 мр/год (0,002 р год). Визначити необхідну товщину свинцевою захисту, якщо шар половинного ослаблення у свинці дорівнює 1,25 см.
Випромінювання має бути ослаблене свинцем від 80 р/хв (4800 р/ч) до 0,002 р/год, т. е. в 4800/0,002=2400000 разів. Відзначимо, що 2 шари половинного ослаблення послаблюють в 4 рази, 3 - у 8 разів, 4 - у 16, 5 - у 32, 6 - в 64, 7 - у 128, 8 - в 256, 9 - у 512 і 10 -в 1024 рази, пли приблизно в 1000 разів.
У такому випадку маємо: ослаблення в 1000 разів - 10, верств половинного ослаблення, або 12,5 см; ослаблення в 1000 разів - 10 шарів половинного ослаблення, або 12,5 см; ослаблення в 2 рази - 1 шар половинного ослаблення, або 1,2 см.
Повний ослаблення 2000000 вимагає товщину шару 26,2 см. Таким чином, 27 см свинцю забезпечать потрібну захист.
1.3.7 Повний коефіцієнт ослаблення
Вище були розглянуті процеси фотоелектричного поглинання, комптонівського розсіяння і ефект утворення пар. У загальному випадку, коли фотон взаємодіє з речовиною, всі три процесу можуть мати місце. При кожній взаємодії може відбуватися якийсь один процес, проте в безлічі взаємодій відбуваються всі ці процеси.
Повний коефіцієнт ослаблення? , Таким чином, складається з трьох компонент
? =? +? +?. (4)
де?- Коефіцієнт ослаблення за рахунок фотоелектричного ефекту,?- Коефіцієнт ослаблення за рахунок Комптон-ефекту,?- Коефіцієнт ослаблення за рахунок утворення пар.
Для всіх матеріалів криві ослаблення інтенсивності випромінювання швидко падають із зростанням енергії через швидке зменшення ймовірності фотоефекту. Потім криві падають повільніше в області від 200 кеВ до - 5 МеВ (де существен Комптонівське ефект) і, нарешті, злегка йдуть вгору при великих енергіях за рахунок утворення пар. Для води повний коефіцієнт майже постійний від 10 до 100 МеВ, оскільки зменшення комптонівського коефіцієнта компенсується зростанням за рахунок утворення пар. Для свинцю зростання при великих енергіях значно помітніше, оскільки в матеріалах з великим Z ймовірність утворення пар зростає. [2]
Важливо відзначити, що у свинці мінімум коефіцієнта поглинання спостерігається при 2-3 МеВ, а в міді - при 5-10 МеВ. В області 200- 400 кеВ загальноприйнято відфільтровувати компоненту пучка випромінювання з низькою енергією, використовуючи фільтри з матеріалу з високим атомним номером. В області, де переважає комптонівське розсіювання (від 500 кеВ до 5 МеВ), всі матеріали мають приблизно однаковий масовий коефіцієнт ослаблення.
1.3.8 Відносний внесок різних видів поглинання
Всякий раз, коли відбувається взаємодія між пучком фотонів і поглиначем, один фотон виходить з пучка і один електрон (фотоелектрон, комптонівське електронів або електронна пара) набуває кінетичну енергію. Можна розрахувати відносне число цих електронів. Ці результати наведені в таблиці 3, з якої видно, що при енергії 20 кеВ 70% електронів є фотоелектронами, а 30% - комптоновськими. Якщо вибивається фотоелектрон, він має майже ту ж енергію, ...
