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コンタクト材料の質量による放射線吸収係数
X 線またはガンマ線放射のビームが物質を通過するとき、一部の光線は透過し、一部は吸収され、一部はさまざまな方向に散乱されます。これらの現象を理解することは放射線技師にとって重要であり、そのさまざまな側面を以下に概説します。
吸収現象
X線またはガンマ線放射のビームが物質を通過すると、その強度は減少します。この現象は、物質におけるX線またはガンマ線放射の吸収と呼ばれます。減衰する放射線の量は、ビームの品質、材料、試料の密度、およびビームが通過する試料の厚さに依存します。 X線またはガンマ線放射のこの特性は、工業用X線撮影で使用されます。試料の構造内に欠陥がある場合、それは厚さの変化 (空隙など) または密度の変化 (試料中の他の物質の不純物など) があることを意味します。これらの欠陥が存在すると、透過放射線ビームの強度に対応する変化が生じ、この透過放射線ビームがフィルム上に記録され、フィルム上に放射線写真が生成される。この現象には、詳細に検討する必要がある非常に重要な特性があります。
吸光度
吸収方程式において、mは線吸収係数と呼ばれます。線形吸収係数は、吸収体の単位厚さあたりに減衰する放射強度の割合です。吸収体の厚さは通常、センチメートル (cm) と m で表されます。バツ には単位がないため、m の単位は (cm-1）。 1/m の距離は、放射線の平均自由行程と呼ばれることがあり、浸透深さを計算するには、通常、回復長と x = 1/m で表されます。メートルバツ = 1 をリバウンド長と呼びます。 m の値 = Kl3Z3 m は一次放射の波長に依存するため、軟放射または低エネルギー放射の吸収係数が大きくなることを示しています。 m は吸収体の原子番号 (Z) にも依存し、原子番号 (Z) とともに増加します。したがって、原子番号 (Z) の高い物質は、原子番号 (Z) の低い物質よりも多くの X 線またはガンマ線を吸収します。 m の式で、K は吸収体の物理密度に依存する定数です。
厚みが半減
半値層 (HVL) は、特定の材料の厚さであり、放出された放射線ビームが通過する際にその強度が減少します。 HVL 半吸収厚は、次の式から決定されます。
私は推測する
厚さが 10 減少
10 TVL (Ten value layer) は、放射線強度または放射線量を 10 分の 1 に減らす遮蔽材料の厚さです。私たちが持っている半吸収厚と同様に計算します。
質量減衰から線形減衰への変換
線形減衰係数 (m) は物質の密度に依存するため、質量減衰係数がよく使用されます。質量減衰係数は、単純に線形減衰係数を材料密度で割ったものです。この比率は、特定の材料または化合物に対して一定の値を持ちます。質量による減衰係数 (m/r) を線形減衰係数 (m) に変換するには、単純に材料の密度 (r) を掛けます。
単原子材料の定数
Z = 1 から 92 までのすべての分子量、および米国国立標準技術研究所の Web サイトから直接取得した化合物および混合物について、1 keV から 20 MeV までの材料の質量に対する光子エネルギー減衰係数の表とグラフ。物質定数は、物質が単原子であることを前提としています。値は、原子番号と重量の比 Z/A、平均励起エネルギー I および密度 ρ によって計算されます。一部の密度値は公称値です。
| 原子質量 (Z) | 素材 | Z/あ | |||
| (eV) | (g/cm3) | ||||
| 1 | H | 水素 | 0.99212 | ||
| 2 | 彼 | ヘリウム | 0.49968 | 41.8 | 1.663E-04 |
| 3 | リー | リチウム | 0.43221 | 40.0 | 5.340E-01 |
| 4 | ベージュ | ベリリウム | 0.44384 | 63.7 | 1.848E+00 |
| 5 | 削除する | ボロン | 0.46245 | 76.0 | 2.370E+00 |
| 6 | 年 | カーボン、グラファイト | 0.49954 | 78.0 | 1.700E+00 |
| 7 | 女性 | 窒素 | 0.49976 | 82.0 | 1.165E-03 |
| 8 | 〇 | 空気 | 0.50002 | 95.0 | 1.332E-03 |
| 9 | ふ | フッ素 | 0.47372 | 115.0 | 1.580E-03 |
| 10 | ネ | ネオン | 0.49555 | 137.0 | 8.385E-04 |
| 11 | ナ | ナトリウム | 0.47847 | 149.0 | 9.710E-01 |
| 12 | マグネシウム | マグネシウム | 0.49373 | 156.0 | 1.740E+00 |
| 13 | アル | アルミニウム | 0.48181 | 166.0 | 2.699E+00 |
| 14 | シ | ケイ素 | 0.49848 | 173.0 | 2.330E+00 |
| 15 | P | リン | 0.48428 | 173.0 | 2.200E+00 |
| 16 | S | 硫黄 | 0.49897 | 180.0 | 2.000E+00 |
| 17 | Cl | 塩素 | 0.47951 | 174.0 | 2.995E-03 |
| 18 | Ar | アルゴン | 0.45059 | 188.0 | 1.662E-03 |
| 19 | ケンタッキー | カリウム | 0.48595 | 190.0 | 8.620E-01 |
| 20 | シフト | カルシウム | 0.49903 | 191.0 | 1.550E+00 |
| 21 | Sc | スカンジウム | 0.46712 | 216.0 | 2.989E+00 |
| 22 | ティ | チタン | 0.45948 | 233.0 | 4.540E+00 |
| 23 | 描く | バナジウム | 0.45150 | 245.0 | 6.110E+00 |
| 24 | クロム | クロム | 0.46157 | 257.0 | 7.180E+00 |
| 25 | マン | マンガン | 0.45506 | 272.0 | 7.440E+00 |
| 26 | フェ | 鉄 | 0.46556 | 286.0 | 7.874E+00 |
| 27 | コ | コバルト | 0.45815 | 297.0 | 8.900E+00 |
| 28 | ニ | ニッケル | 0.47708 | 311.0 | 8.902E+00 |
| 29 | 銅 | 銅 | 0.45636 | 322.0 | 8.960E+00 |
| 30 | 亜鉛 | 亜鉛 | 0.45879 | 330.0 | 7.133E+00 |
| 31 | ガ | ガリウム | 0.44462 | 334.0 | 5.904E+00 |
| 32 | ゲー | ゲルマニウム | 0.44071 | 350.0 | 5.323E+00 |
| 33 | として | アーセナル | 0.44046 | 347.0 | 5.730E+00 |
| 34 | セ | セレン | 0.43060 | 348.0 | 4.500E+00 |
| 35 | Br | 臭素 | 0.43803 | 343.0 | 7.072E-03 |
| 36 | KR | クリプトン | 0.42959 | 352.0 | 3.478E-03 |
| 37 | Rb | ルビジウム | 0.43291 | 363.0 | 1.532E+00 |
| 38 | シニア | ストロンチウム | 0.43369 | 366.0 | 2.540E+00 |
| 39 | よ | イットリウム | 0.43867 | 379.0 | 4.469E+00 |
| 40 | Zr | ジルコニウム | 0.43848 | 393.0 | 6.506E+00 |
| 41 | Nb | ニオブ | 0.44130 | 417.0 | 8.570E+00 |
| 42 | モ | モリブデン | 0.43777 | 424.0 | 1.022E+01 |
| 43 | Tc | テクネチウム | 0.43919 | 428.0 | 1.150E+01 |
| 44 | ル | ルテニウム | 0.43534 | 441.0 | 1.241E+01 |
| 45 | RH | ロジウム | 0.43729 | 449.0 | 1.241E+01 |
| 46 | パラジウム | パラジウム | 0.43225 | 470.0 | 1.202E+01 |
| 47 | Ag | 銀 | 0.43572 | 470.0 | 1.050E+01 |
| 48 | CD | カドミウム | 0.42700 | 469.0 | 8.650E+00 |
| 49 | 印刷する | インジウム | 0.42676 | 488.0 | 7.310E+00 |
| 50 | SN | 信じる | 0.42120 | 488.0 | 7.310E+00 |
| 51 | Sb | アンチモン | 0.41889 | 487.0 | 6.691E+00 |
| 52 | テ | テルル | 0.40752 | 485.0 | 6.240E+00 |
| 53 | 私 | ヨウ素 | 0.41764 | 491.0 | 4.930E+00 |
| 54 | 車 | キセノン | 0.41130 | 482.0 | 5.485E-03 |
| 55 | Cs | セシウム | 0.41383 | 488.0 | 1.873E+00 |
| 56 | 三 | バリウム | 0.40779 | 491.0 | 3.500E+00 |
| 57 | ラ | ランタン | 0.41035 | 501.0 | 6.154E+00 |
| 58 | セ | セリウム | 0.41395 | 523.0 | 6.657E+00 |
| 59 | 広報 | プラセオジム | 0.41871 | 535.0 | 6.710E+00 |
| 60 | Nd | ネオジム | 0.41597 | 546.0 | 6.900E+00 |
| 61 | 午後 | プロメチウム | 0.42094 | 560.0 | 7.220E+00 |
| 62 | 小 | サマリウム | 0.41234 | 574.0 | 7.460E+00 |
| 63 | EU | ユーロピウム | 0.41457 | 580.0 | 5.243E+00 |
| 64 | Gd | ガドリニウム | 0.40699 | 591.0 | 7.900E+00 |
| 65 | 結核 | テルビウム | 0.40900 | 614.0 | 8.229E+00 |
| 66 | ダイ | ジスプロシウム | 0.40615 | 628.0 | 8.550E+00 |
| 67 | 咳 | ホルミウム | 0.40623 | 650.0 | 8.795E+00 |
| 68 | えー | エルビウム | 0.40655 | 658.0 | 9.066E+00 |
| 69 | Tm | ツリウム | 0.40844 | 674.0 | 9.321E+00 |
| 70 | YB | イッテルビウム | 0.40453 | 684.0 | 6.730E+00 |
| 71 | ルー | ルテチウム | 0.40579 | 694.0 | 9.840E+00 |
| 72 | Hf | ハフニウム | 0.40338 | 705.0 | 1.331E+01 |
| 73 | 私 | タンタル | 0.40343 | 718.0 | 1.665E+01 |
| 74 | W | タングステン | 0.40250 | 727.0 | 1.930E+01 |
| 75 | レ | レニウム | 0.40278 | 736.0 | 2.102E+01 |
| 76 | オス | オスミウム | 0.39958 | 746.0 | 2.257E+01 |
| 77 | イル | イリジウム | 0.40058 | 757.0 | 2.242E+01 |
| 78 | PT | 白金 | 0.39984 | 790.0 | 2.145E+01 |
| 79 | オー | 金 | 0.40108 | 790.0 | 1.932E+01 |
| 80 | 水銀 | 水星 | 0.39882 | 800.0 | 1.355E+01 |
| 81 | Tl | タリウム | 0.39631 | 810.0 | 1.172E+01 |
| 82 | 鉛 | 鉛 | 0.39575 | 823.0 | 1.135E+01 |
| 83 | バイ | ビスマス | 0.39717 | 823.0 | 9.747E+00 |
| 84 | ポー | ポロニウム | 0.40195 | 830.0 | 9.320E+00 |
| 85 | で | アスタチン | 0.40479 | 825.0 | 1.000E+01 |
| 86 | Rn | ラドン | 0.38736 | 794.0 | 9.066E-03 |
| 87 | 金 | フランシウム | 0.39010 | 827.0 | 1.000E+01 |
| 88 | 外 | ラジウム | 0.38934 | 826.0 | 5.000E+00 |
| 89 | 交流 | アクチニウム | 0.39202 | 841.0 | 1.007E+01 |
| 90 | 目 | トリウム | 0.38787 | 847.0 | 1.172E+01 |
| 91 | パ | プロタクチニウム | 0.39388 | 878.0 | 1.537E+01 |
| 92 | う | ウラン | 0.38651 | 890.0 | 1.895E+01 |
複合材料の吸収（減衰）定数
化合物と複雑な混合物では、組成に伴う材料定数が想定されます。さまざまなヒト組織成分は、ICRU Report 44 (1989) から入手しました。値は、原子番号と重量の比 Z/A、平均励起エネルギー I および密度 ρ によって計算されます。一部の密度値は公称値です。
| 素材 | <Z/A> | 私 | ||
| 脂肪組織 (ICRU-44) | 0.55579 | 64.8 | 9.500E-01 | 1: 0.114000 6: 0.598000 7: 0.007000 8: 0.278000 11: 0.001000 16: 0.001000 17: 0.001000 |
| 空気、乾燥（海面付近） | 0.49919 | 85.7 | 1.205E-03 | 6: 0.000124 7: 0.755268 8: 0.231781 18: 0.012827 |
| アラニン | 0.53876 | 71.9 | 1.424E+00 | 1: 0.079192 6: 0.404437 7: 0.157213 8: 0.359157 |
| B-100 骨相当プラスチック | 0.52740 | 85.9 | 1.450E+00 | 1: 0.065473 6: 0.536942 7: 0.021500 8: 0.032084 9: 0.167415 20: 0.176585 |
| ベークライト | 0.52792 | 72.4 | 1.250E+00 | 1: 0.057444 6: 0.774589 8: 0.167968 |
| 血液、全体 (ICRU-44) | 0.54999 | 75.2 | 1.060E+00 | 1: 0.102000 6: 0.110000 7: 0.033000 8: 0.745000 11: 0.001000 15: 0.001000 16: 0.002000 17: 0.003000 19: 0.002000 26: 0.001000 |
| 骨、皮質 (ICRU-44) | 0.51478 | 112.0 | 1.920E+00 | 1: 0.034000 6: 0.155000 7: 0.042000 8: 0.435000 11: 0.001000 12: 0.002000 15: 0.103000 16: 0.003000 20: 0.225000 |
| 脳、灰白質 (ICRU-44) | 0.55239 | 73.9 | 1.040E+00 | 1: 0.107000 6: 0.145000 7: 0.022000 8: 0.712000 11: 0.002000 15: 0.004000 16: 0.002000 17: 0.003000 19: 0.003000 |
| 乳房組織 (ICRU-44) | 0.55196 | 70.3 | 1.020E+00 | 1: 0.106000 6: 0.332000 7: 0.030000 8: 0.527000 11: 0.001000 15: 0.001000 16: 0.002000 17: 0.001000 |
| C-552 空気相当プラスチック | 0.49969 | 86.8 | 1.760E+00 | 1: 0.024681 6: 0.501610 8: 0.004527 9: 0.465209 14: 0.003973 |
| テルル化カドミウム | 0.41665 | 539.3 | 6.200E+00 | 48: 0.468358 52: 0.531642 |
| フッ化カルシウム | 0.48671 | 166.0 | 3.180E+00 | 9: 0.486672 20: 0.513328 |
| 硫酸カルシウム | 0.49948 | 152.3 | 2.960E+00 | 8: 0.470081 16: 0.235534 20: 0.294385 |
| 15 mmol L-1 セリウム硫酸アンモニウム溶液 | 0.55282 | 76.7 | 1.030E+00 | 1: 0.107694 7: 0.000816 8: 0.875172 16: 0.014279 58: 0.002040 |
| ヨウ化セシウム | 0.41569 | 553.1 | 4.510E+00 | 53: 0.488451 55: 0.511549 |
| コンクリート、普通 | 0.50932 | 124.5 | 2.300E+00 | 1: 0.022100 6: 0.002484 8: 0.574930 11: 0.015208 12: 0.001266 13: 0.019953 14: 0.304627 19: 0.010045 20: 0.042951 26: 0.006435 |
| コンクリート、重晶石（TYPE BA） | 0.45714 | 248.2 | 3.350E+00 | 1: 0.003585 8: 0.311622 12: 0.001195 13: 0.004183 14: 0.010457 16: 0.107858 20: 0.050194 26: 0.047505 56: 0.463400 |
| アイレンズ (ICRU-44) | 0.54709 | 74.3 | 1.070E+00 | 1: 0.096000 6: 0.195000 7: 0.057000 8: 0.646000 11: 0.001000 15: 0.001000 16: 0.003000 17: 0.001000 |
| 硫酸鉄標準フリッケ | 0.55334 | 76.3 | 1.024E+00 | 1: 0.108376 8: 0.878959 11: 0.000022 16: 0.012553 17: 0.000035 26: 0.000055 |
| ガドリニウムオキシサルファイド | 0.42265 | 493.3 | 7.440E+00 | 8: 0.084527 16: 0.084704 64: 0.830769 |
| ガフクロミックセンサー | 0.54384 | 67.2 | 1.300E+00 | 1: 0.089700 6: 0.605800 7: 0.112200 8: 0.192300 |
| ガリウム砒素 | 0.44246 | 384.9 | 5.310E+00 | 31: 0.482030 33: 0.517970 |
| ガラス、ホウケイ酸（パイレックス） | 0.49707 | 134.0 | 2.230E+00 | 5: 0.040066 8: 0.539559 11: 0.028191 13: 0.011644 14: 0.377220 19: 0.003321 |
| ガラス、鉛 | 0.42101 | 526.4 | 6.220E+00 | 8: 0.156453 14: 0.080866 22: 0.008092 33: 0.002651 82: 0.751938 |
| フッ化リチウム | 0.46262 | 94.0 | 2.635E+00 | 3: 0.267585 9: 0.732415 |
| 四ホウ酸リチウム | 0.48485 | 94.6 | 2.440E+00 | 3: 0.082081 5: 0.255715 8: 0.662204 |
| 肺組織 (ICRU-44) | 0.55048 | 75.2 | 1.050E+00 | 1: 0.103000 6: 0.105000 7: 0.031000 8: 0.749000 11: 0.002000 15: 0.002000 16: 0.003000 17: 0.003000 19: 0.002000 |
| 四ホウ酸マグネシウム | 0.49012 | 108.3 | 2.530E+00 | 5: 0.240870 8: 0.623762 12: 0.135367 |
| ヨウ化水銀 | 0.40933 | 684.5 | 6.360E+00 | 53: 0.558560 80: 0.441440 |
| 筋肉、骨格 (ICRU-44) | 0.55000 | 74.6 | 1.050E+00 | 1: 0.102000 6: 0.143000 7: 0.034000 8: 0.710000 11: 0.001000 15: 0.002000 16: 0.003000 17: 0.001000 19: 0.004000 |
| 卵巣 (ICRU-44) | 0.55149 | 75.0 | 1.050E+00 | 1: 0.105000 6: 0.093000 7: 0.024000 8: 0.768000 11: 0.002000 15: 0.002000 16: 0.002000 17: 0.002000 19: 0.002000 |
| 写真乳剤 (コダック タイプ AA) | 0.48176 | 179.0 | 2.200E+00 | 1: 0.030500 6: 0.210700 7: 0.072100 8: 0.163200 35: 0.222800 47: 0.300700 |
| 写真乳剤 (標準核) | 0.45453 | 331.0 | 3.815E+00 | 1: 0.014100 6: 0.072261 7: 0.019320 8: 0.066101 16: 0.001890 35: 0.349104 47: 0.474105 53: 0.003120 |
| プラスチックシンチレーター、ビニルトルエン | 0.54141 | 64.7 | 1.032E+00 | 1: 0.085000 6: 0.915000 |
| ポリエチレン | 0.57033 | 57.4 | 9.300E-01 | 1: 0.143716 6: 0.856284 |
| ポリエチレンテレフタレート、（マイラー） | 0.52037 | 78.7 | 1.380E+00 | 1: 0.041960 6: 0.625016 8: 0.333024 |
| ポリメチルメタクリレート | 0.53937 | 74.0 | 1.190E+00 | 1: 0.080541 6: 0.599846 8: 0.319613 |
| ポリスチレン | 0.53768 | 68.7 | 1.060E+00 | 1: 0.077421 6: 0.922579 |
| ポリテトラフルオロエチレン、(テフロン) | 0.47993 | 99.1 | 2.250E+00 | 6: 0.240183 9: 0.759818 |
| ポリ塩化ビニル | 0.51201 | 108.2 | 1.406E+00 | 1: 0.048382 6: 0.384361 17: 0.567257 |
| ラジオクロミック染料フィルム、ナイロンベース | 0.54987 | 64.5 | 1.080E+00 | 1: 0.101996 6: 0.654396 7: 0.098915 8: 0.144693 |
| 精巣 (ICRU-44) | 0.55200 | 74.7 | 1.040E+00 | 1: 0.106000 6: 0.099000 7: 0.020000 8: 0.766000 11: 0.002000 15: 0.001000 16: 0.002000 17: 0.002000 19: 0.002000 |
| ティッシュ、ソフト (ICRU-44) | 0.54996 | 74.7 | 1.060E+00 | 1: 0.102000 6: 0.143000 7: 0.034000 8: 0.708000 11: 0.002000 15: 0.003000 16: 0.003000 17: 0.002000 19: 0.003000 |
| ティッシュ、ソフト（ICRU 4成分） | 0.54975 | 74.9 | 1.000E+00 | 1: 0.101174 6: 0.111000 7: 0.026000 8: 0.761826 |
| 組織等価ガス、メタンベース | 0.54992 | 61.2 | 1.064E-03 | 1: 0.101873 6: 0.456177 7: 0.035172 8: 0.406778 |
| 組織等価ガス、プロパンベース | 0.55027 | 59.5 | 1.826E-03 | 1: 0.102676 6: 0.568937 7: 0.035022 8: 0.293365 |
| 水、液体 | 0.55508 | 75.0 | 1.000E+00 | 1: 0.111898 8: 0.888102 |