물질의 질량에 따른 방사선 흡수 계수

X선 또는 감마선 방사선 빔이 물질을 통과할 때 일부 광선은 투과되고 일부는 흡수되며 일부는 다른 방향으로 산란됩니다. 이러한 현상에 대한 이해는 방사선 사진 기사에게 중요하며 다양한 측면이 아래에 요약되어 있습니다.

흡수 현상

X선 또는 감마선 방사선 빔이 물질을 통과하면 강도가 감소합니다. 이 현상을 물질에 X선 또는 감마선이 흡수되는 현상이라고 합니다. 감쇠되는 방사선의 양은 빔의 품질, 재료, 시편의 밀도 및 빔이 통과하는 시편의 두께에 따라 다릅니다. X선 또는 감마선 방사선의 이러한 특성은 산업용 방사선 촬영에 사용됩니다. 시편의 구조 내에 결함이 있는 경우 두께의 변화(공극 등) 또는 밀도의 변화(시료 내 다른 물질의 불순물 등)가 있음을 의미합니다. 이러한 결함의 존재는 전송된 방사선 빔의 강도에 상응하는 변화를 일으키고 이 전송된 방사선 빔은 필름에 방사선 사진을 생성하는 필름에 기록됩니다. 이 현상은 우리가 자세히 고려해야 할 매우 중요한 속성을 가지고 있습니다.

흡광도

흡수 방정식에서 m을 선형 흡수 계수라고 합니다. 선형 흡수 계수는 흡수체의 단위 두께당 감쇠되는 복사 강도의 비율입니다. 흡수체의 두께는 일반적으로 센티미터(cm) 및 m으로 표시됩니다._엑스 단위가 없으므로 m의 단위는 (cm^-1). 1/m의 거리는 방사선의 평균 자유 경로라고도 하며 침투 깊이를 계산하기 위해 일반적으로 복구 길이로 표현되며 여기서 x = 1/m 입니다. 중_엑스 = 1을 리바운드 길이라고 합니다. m의 값 = Kl³지³ m은 1차 방사선의 파장에 따라 달라지므로 연성 또는 저에너지 방사선이 더 큰 흡수 계수를 가짐을 보여줍니다. m은 또한 흡수체의 원자 번호(Z)에 의존하며 원자 번호(Z)와 함께 증가합니다. 따라서 원자 번호(Z)가 높은 물질은 원자 번호(Z)가 낮은 물질보다 X선 또는 감마선 방사선을 더 많이 흡수합니다. m에 대한 방정식에서 K는 흡수체의 물리적 밀도에 따라 달라지는 상수입니다.  

두께가 반으로 약해짐

HVL(Half Value Layer)은 물질을 통과할 때 방출된 방사선 빔의 강도를 감소시키는 주어진 물질의 두께입니다. HVL 반 흡수 두께는 다음 공식으로 결정됩니다.

내 생각에

두께 10 감소

10 TVL(Ten value layer)은 방사선 강도나 방사선량을 10배로 줄이는 차폐재의 두께입니다. 절반 흡수 두께와 유사하게 계산하면 다음과 같습니다.

질량 감쇠에서 선형 감쇠로 변환

선형 감쇠 계수(m)는 재료 밀도에 따라 달라지므로 질량 감쇠 계수가 자주 사용됩니다. 질량 감쇠 계수는 단순히 선형 감쇠 계수를 재료 밀도로 나눈 값입니다. 이 비율은 특정 재료 또는 화합물에 대해 일정한 값을 갖습니다. 질량별 감쇠 계수(m/r)를 선형 감쇠 계수(m)로 변환하려면 간단히 재료의 밀도(r)를 곱하면 됩니다.

단원자 물질에 대한 상수

Z = 1에서 92까지의 모든 분자 질량에 대해 1 keV에서 20 MeV까지의 물질 질량에 대한 광자 에너지 감쇠 계수의 표 및 그래프와 미국 국립 표준 기술 연구소 웹사이트에서 직접 가져온 화합물 및 혼합물에 대한 것입니다. 물질 상수는 물질이 단원자라고 가정합니다. 값은 원자 번호 대 중량 비율 Z/A, 평균 여기 에너지 I 및 밀도 ρ로 계산됩니다. 일부 밀도 값은 공칭입니다.

원자 질량(Z)		재료		지/ㅏ
			(eV)		(g/cm3)
1	시간		수소		0.99212
2	그	헬륨	0.49968	41.8	1.663E-04
3	리	리튬	0.43221	40.0	5.340E-01
4	베이지	베릴륨	0.44384	63.7	1.848E+00
5	제거하다	붕소	0.46245	76.0	2.370E+00
6	낡은	탄소, 흑연	0.49954	78.0	1.700E+00
7	여성	질소	0.49976	82.0	1.165E-03
8	영형	산소	0.50002	95.0	1.332E-03
9	에프	플루오르	0.47372	115.0	1.580E-03
10	네	네온	0.49555	137.0	8.385E-04
11	나	나트륨	0.47847	149.0	9.710E-01
12	마그네슘	마그네슘	0.49373	156.0	1.740E+00
13	알	알류미늄	0.48181	166.0	2.699E+00
14	시	규소	0.49848	173.0	2.330E+00
15	피	인	0.48428	173.0	2.200E+00
16	에스	황	0.49897	180.0	2.000E+00
17	Cl	염소	0.47951	174.0	2.995E-03
18	아르곤	아르곤	0.45059	188.0	1.662E-03
19	켄터키	칼륨	0.48595	190.0	8.620E-01
20	옮기다	칼슘	0.49903	191.0	1.550E+00
21	Sc	스칸듐	0.46712	216.0	2.989E+00
22	티	티탄	0.45948	233.0	4.540E+00
23	그리다	바나듐	0.45150	245.0	6.110E+00
24	크롬	크롬	0.46157	257.0	7.180E+00
25	망간	망간	0.45506	272.0	7.440E+00
26	철	철	0.46556	286.0	7.874E+00
27	공동	코발트	0.45815	297.0	8.900E+00
28	니	니켈	0.47708	311.0	8.902E+00
29	Cu	구리	0.45636	322.0	8.960E+00
30	아연	아연	0.45879	330.0	7.133E+00
31	가	갈륨	0.44462	334.0	5.904E+00
32	게	게르마늄	0.44071	350.0	5.323E+00
33	처럼	병기고	0.44046	347.0	5.730E+00
34	세	셀렌	0.43060	348.0	4.500E+00
35	Br	브롬	0.43803	343.0	7.072E-03
36	크	크립톤	0.42959	352.0	3.478E-03
37	Rb	루비듐	0.43291	363.0	1.532E+00
38	씨	스트론튬	0.43369	366.0	2.540E+00
39	와이	이트륨	0.43867	379.0	4.469E+00
40	Zr	지르코늄	0.43848	393.0	6.506E+00
41	주의	니오브	0.44130	417.0	8.570E+00
42	모	몰리브덴	0.43777	424.0	1.022E+01
43	TC	테크네튬	0.43919	428.0	1.150E+01
44	루	루테늄	0.43534	441.0	1.241E+01
45	Rh	로듐	0.43729	449.0	1.241E+01
46	피디	보장	0.43225	470.0	1.202E+01
47	Ag	은	0.43572	470.0	1.050E+01
48	CD	카드뮴	0.42700	469.0	8.650E+00
49	인쇄	인듐	0.42676	488.0	7.310E+00
50	SN	믿다	0.42120	488.0	7.310E+00
51	Sb	안티몬	0.41889	487.0	6.691E+00
52	테	텔루르	0.40752	485.0	6.240E+00
53	나	요오드	0.41764	491.0	4.930E+00
54	자동차	크세논 가스 원소	0.41130	482.0	5.485E-03
55	CS	세슘	0.41383	488.0	1.873E+00
56	삼	바륨	0.40779	491.0	3.500E+00
57	라	란탄	0.41035	501.0	6.154E+00
58	세륨	세륨	0.41395	523.0	6.657E+00
59	홍보	프라세오디뮴	0.41871	535.0	6.710E+00
60	Nd	네오디뮴	0.41597	546.0	6.900E+00
61	오후	프로메튬	0.42094	560.0	7.220E+00
62	에스엠	사마륨	0.41234	574.0	7.460E+00
63	유럽 연합	유로퓸	0.41457	580.0	5.243E+00
64	하나님	가돌리늄	0.40699	591.0	7.900E+00
65	결핵	테르븀	0.40900	614.0	8.229E+00
66	디	디스프로슘	0.40615	628.0	8.550E+00
67	기침	홀뮴	0.40623	650.0	8.795E+00
68	어	에르븀	0.40655	658.0	9.066E+00
69	시간	툴륨	0.40844	674.0	9.321E+00
70	YB	이테르븀	0.40453	684.0	6.730E+00
71	루	루테튬	0.40579	694.0	9.840E+00
72	HF	하프늄	0.40338	705.0	1.331E+01
73	나	탄탈	0.40343	718.0	1.665E+01
74	승	텅스텐	0.40250	727.0	1.930E+01
75	답장	레늄	0.40278	736.0	2.102E+01
76	오스	오스뮴	0.39958	746.0	2.257E+01
77	이르	이리듐	0.40058	757.0	2.242E+01
78	PT	백금	0.39984	790.0	2.145E+01
79	금	금	0.40108	790.0	1.932E+01
80	HG	수은	0.39882	800.0	1.355E+01
81	틸	탈륨	0.39631	810.0	1.172E+01
82	납	선두	0.39575	823.0	1.135E+01
83	비	창연	0.39717	823.0	9.747E+00
84	포	폴로늄	0.40195	830.0	9.320E+00
85	~에	아스타틴	0.40479	825.0	1.000E+01
86	Rn	라돈	0.38736	794.0	9.066E-03
87	정말로	프랑슘	0.39010	827.0	1.000E+01
88	밖으로	라듐	0.38934	826.0	5.000E+00
89	행	악티늄	0.39202	841.0	1.007E+01
90	목	토륨	0.38787	847.0	1.172E+01
91	아빠	프로트악티늄	0.39388	878.0	1.537E+01
92	유	우라늄	0.38651	890.0	1.895E+01

복합 재료에 대한 흡수(감쇠) 상수

화합물 및 복합 혼합물에 대해 조성이 있는 재료 상수가 가정됩니다. ICRU 보고서 44(1989)에서 다양한 인체 조직 구성을 얻었다. 값은 원자 번호 대 중량 비율 Z/A, 평균 여기 에너지 I 및 밀도 ρ로 계산됩니다. 일부 밀도 값은 공칭입니다.

재료		<지/A>		나
지방 조직(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
공기, 건조(해수면 근처)	0.49919	85.7	1.205E-03	6: 0.000124 7: 0.755268 8: 0.231781 18: 0.012827
알라닌	0.53876	71.9	1.424E+00	1: 0.079192 6: 0.404437 7: 0.157213 8: 0.359157
B-100 뼈 등가 플라스틱	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
베이클라이트	0.52792	72.4	1.250E+00	1: 0.057444 6: 0.774589 8: 0.167968
혈액, 전체(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
뼈, 피질(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
뇌, 회백질(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
유방조직(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 공기 등가 플라스틱	0.49969	86.8	1.760E+00	1: 0.024681 6: 0.501610 8: 0.004527 9: 0.465209 14: 0.003973
카드뮴 텔루라이드	0.41665	539.3	6.200E+00	48: 0.468358 52: 0.531642
불화칼슘	0.48671	166.0	3.180E+00	9: 0.486672 20: 0.513328
황산칼슘	0.49948	152.3	2.960E+00	8: 0.470081 16: 0.235534 20: 0.294385
15mmol L-1 황산암모늄세륨 용액	0.55282	76.7	1.030E+00	1: 0.107694 7: 0.000816 8: 0.875172 16: 0.014279 58: 0.002040
요오드화세슘	0.41569	553.1	4.510E+00	53: 0.488451 55: 0.511549
콘크리트, 일반	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
콘크리트, 중정석(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
아이렌즈(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
황산제일철 표준 프리케	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
가돌리늄 옥시설파이드	0.42265	493.3	7.440E+00	8: 0.084527 16: 0.084704 64: 0.830769
가프크로믹 센서	0.54384	67.2	1.300E+00	1: 0.089700 6: 0.605800 7: 0.112200 8: 0.192300
갈륨비소	0.44246	384.9	5.310E+00	31: 0.482030 33: 0.517970
유리, 붕규산(파이렉스)	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
유리, 납	0.42101	526.4	6.220E+00	8: 0.156453 14: 0.080866 22: 0.008092 33: 0.002651 82: 0.751938
불화리튬	0.46262	94.0	2.635E+00	3: 0.267585 9: 0.732415
사붕산리튬	0.48485	94.6	2.440E+00	3: 0.082081 5: 0.255715 8: 0.662204
폐 조직(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
마그네슘 테트로보레이트	0.49012	108.3	2.530E+00	5: 0.240870 8: 0.623762 12: 0.135367
요오드화수은	0.40933	684.5	6.360E+00	53: 0.558560 80: 0.441440
근육, 골격(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
난소(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
사진 유제(Kodak Type 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
사진 유제(표준 핵)	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
플라스틱 신틸레이터, 비닐톨루엔	0.54141	64.7	1.032E+00	1: 0.085000 6: 0.915000
폴리에틸렌	0.57033	57.4	9.300E-01	1: 0.143716 6: 0.856284
폴리에틸렌 테레프탈레이트, (Mylar)	0.52037	78.7	1.380E+00	1: 0.041960 6: 0.625016 8: 0.333024
폴리메틸메타크릴레이트	0.53937	74.0	1.190E+00	1: 0.080541 6: 0.599846 8: 0.319613
폴리스티렌	0.53768	68.7	1.060E+00	1: 0.077421 6: 0.922579
폴리테트라플루오로에틸렌, (테플론)	0.47993	99.1	2.250E+00	6: 0.240183 9: 0.759818
폴리염화비닐	0.51201	108.2	1.406E+00	1: 0.048382 6: 0.384361 17: 0.567257
방사변색 염료 필름, 나일론 베이스	0.54987	64.5	1.080E+00	1: 0.101996 6: 0.654396 7: 0.098915 8: 0.144693
고환 (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
티슈, 소프트(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
조직, 연질(ICRU 4성분)	0.54975	74.9	1.000E+00	1: 0.101174 6: 0.111000 7: 0.026000 8: 0.761826
조직 등가 가스, 메탄 기반	0.54992	61.2	1.064E-03	1: 0.101873 6: 0.456177 7: 0.035172 8: 0.406778
조직 등가 가스, 프로판 기반	0.55027	59.5	1.826E-03	1: 0.102676 6: 0.568937 7: 0.035022 8: 0.293365
물, 액체	0.55508	75.0	1.000E+00	1: 0.111898 8: 0.888102