1.4. Закон ослабления рентгеновского излучения в веществе

Рассмотренные выше первичные эффекты взаимодействия рентгеновско­го излучения с веществом обусловливают уменьшение интенсивности данного излучения. Это происходит за счет двух процессов: поглощения - когда энергия рентгеновских квантов растрачивается на структурные перестройки в веществе (кванты прекращают существование) - и рассеяния - когда рентгеновские кван­ты изменяют свое первичное направление распространения (рис. 1.6). Так, если

на вещество падает параллельный пучок рентгеновских лучей с интенсивно­стью 1₀, то при прохождении слоя толщиной х интенсивность излучения, рас­пространяющегося в прежнем направлении, принимает значение /. Ослабление интенсивности излучения в данном случае происходит по тому же экспоненци­альному закону, что и ослабление интенсивности световых лучей:

где- линейный показатель ослабления, характеризующий убыль интенсивно­сти рентгеновских лучей за счет поглощенияи рассеянияна единицетолщины слоя:

Наряду с линейным показателем используют массовый показатель ослаб­ления.^,), представляющий собой отношение линейного показателя к плотно­сти р вещества:

При рассмотрении закономерностей ослаоления потока тормозного рент­геновского излучения в веществе следует учитывать, что в этом излучении со­держатся кванты различной энергии. Следовательно, они обладают различной проникающей способностью. Коэффициентв формуле (1.5) постоянен дляданного вещества лишь при моноэнергетическом рентгеновском излучении, т.е. излучении определенной длины волны или частоты, состоящим из потока квантов с одним значением энергииПри использовании формулы (1.5) в случае потока рентгеновских фотонов с различными энергиями вводят некото­рый эффектный показатель ослабления

Для качественной оценки проникающей способности рентгеновского из­лучения на практике используется понятие слоя половинного ослабления - это такая толщина слоя поглотителя, которая ослабляет интенсивность падаю­щего излучения в два раза. На рис. 1.7 слой половинного ослабления (а\п) про­иллюстрирован на графике зависимости интенсивности рентгеновского излуче­ния (/) от толщины слоя (х) вещества, через которое оно проходит. Связь между слоем половинного ослабления и показателем ослабления /и может быть легко установлена аналитически. Если в формуле

Таким образом:Например, слой половинного ослаб-

ления для рентгеновского излучения при напряжении на рентгеновской трубке 60 кВ составляет 10 мм воды или 1 мм алюминия.

Когда рентгеновское излу­чение пройдет через слой поло­винного ослабления, то его спек­тральный состав изменится - из­лучение станет более жестким, так как более короткие рентге­новские лучи обладают большей проникающей способностью, г мягкое излучение поглощаете; сильнее. Поэтому второй ело? половинного ослабления окажется толще первого. Например,

при указанных выше условиях для воды он составит уже 15,3 мм, а третий слой - 20 мм. Чем больше отличий слоев половинного ослабления, тем больше не­однородность спектрального состава излучения. Этот эффект используется для создания пучков моноэнергетических рентгеновских лучей - фильтрации рент­геновского излучения. Так, при напряжении на трубке 80 кВ и фильтре в виде пластинки алюминия толщиной 20 мм излучение становится почти моноэнерге­тическим. Слой половинного ослабления при этом составляет 7 мм алюминия.