Рентгеновский фильтр - X-ray filter

An Рентгеновский фильтр это материал, помещенный перед рентгеновский снимок источник, чтобы уменьшить интенсивность определенных длин волн от его спектр и выборочно изменять распределение длин волн рентгеновского излучения в пределах заданного луча.

Когда рентгеновские лучи попадают в вещество, часть входящего луча проходит через материал, а часть поглощается материалом. Поглощенное количество зависит от материала массовый коэффициент поглощения и имеет тенденцию к уменьшению для падающих фотонов большей энергии. Истинное поглощение происходит, когда рентгеновские лучи достаточной энергии вызывают электрон уровень энергии переходы в атомах поглощающего материала. Энергия этих рентгеновских лучей используется для возбуждения атомов и не проходит мимо материала (таким образом «отфильтровываясь»). Из-за этого, несмотря на общую тенденцию к уменьшению поглощения на более высоких длинах волн, существуют периодические всплески в характеристиках поглощения любого данного материала, соответствующие каждому из переходов уровней атомной энергии. Эти всплески называются краями поглощения. В результате каждый материал предпочтительно отфильтровывает рентгеновские лучи, соответствующие их уровням энергии электронов и немного превышающие их, в то же время, как правило, позволяет рентгеновским лучам с энергиями, немного меньшими этих уровней, проходить через них относительно невредимым.

Следовательно, можно выборочно точно настроить, какие длины волн рентгеновского излучения присутствуют в луче, согласовывая материалы с определенными характеристиками поглощения с различными спектрами источников рентгеновского излучения.

Приложения

Например, источник рентгеновского излучения из меди может предпочтительно производить пучок рентгеновских лучей с длинами волн 154 и 139 пикометров. Никель имеет край поглощения 149 мкм между двумя линиями меди. Таким образом, использование никеля в качестве фильтра для меди привело бы к поглощению рентгеновских лучей с немного большей энергией 139 мкм, в то время как лучи 154 мкм пропускали бы без значительного уменьшения интенсивности. Таким образом, источник рентгеновского излучения из меди с никелевым фильтром может производить почти монохроматический пучок рентгеновских лучей с фотонами в основном 154 мкм.

В медицинских целях рентгеновские фильтры используются для избирательного ослабления или блокирования низкоэнергетических лучей во время рентгеновской визуализации (рентгенография ). Рентгеновские лучи низкой энергии (менее 30 кэВ) мало влияют на результирующее изображение, поскольку они сильно поглощаются мягкими тканями пациента (особенно кожей). Кроме того, это поглощение увеличивает риск стохастических (например, рака) или нестохастических радиационных эффектов (например, тканевых реакций) у пациента. Таким образом, желательно удалить эти низкоэнергетические рентгеновские лучи из падающего светового луча. Рентгеновская фильтрация может быть естественной благодаря самой рентгеновской трубке и материалу корпуса или добавлена ​​из дополнительных листов фильтрующего материала. Минимальная используемая фильтрация обычно составляет 2,5 мм в эквиваленте алюминия (Al), хотя наблюдается тенденция к использованию большей фильтрации. Производители современных рентгеноскопия оборудование использует систему добавления переменной толщины фильтрации меди (Cu) в зависимости от толщины пациента. Обычно это значение составляет от 0,1 до 0,9 мм Cu.

Рентгеновские фильтры также используются для Рентгеновская кристаллография, при определении межатомных пространств кристаллических тел. Эти интервалы решетки можно определить с помощью Брэгговская дифракция, но этот метод требует, чтобы сканирование проводилось приблизительно монохроматическими рентгеновскими лучами. Таким образом, фильтры, подобные описанной выше медно-никелевой системе, используются для того, чтобы позволить рентгеновскому излучению только одной длины волны проникнуть через кристалл-мишень, позволяя результирующему рассеянию определять дифракционное расстояние.

Различные стихийные эффекты

Подходит для Рентгеновская кристаллография:

Подходит для Рентгенография:

  • Молибден - Используется в Маммография
  • Родий - Используется в маммографии с родиевыми анодами
  • Алюминий - Используется в рентгеновских трубках для общей радиографии
  • Медь - Используется в общей рентгенографии, особенно в педиатрический Приложения.
  • Серебро - Используется в маммографии с вольфрамовым анодом
  • Тантал - Используется в рентгеноскопия применения с вольфрамовыми анодами
  • Ниобий - Используется в рентгенографии и стоматологической рентгенографии с вольфрамовыми анодами
  • Эрбий - Используется в рентгенографии с вольфрамовыми анодами

Примечания:

  • - Сжимание тормозного излучения связано с атомной массой. Чем плотнее атом, тем выше поглощение рентгеновских лучей. Только рентгеновские лучи с более высокой энергией проходят через фильтр, и создается впечатление, что континуум тормозного излучения был ущемлен.
  • - В этом случае Мо, кажется, оставляет К-Альфа и К-Бету в покое, поглощая тормозное излучение. Это происходит из-за того, что Мо поглощает всю энергию спектра, но при этом производит те же характерные пики, что и мишень.

дальнейшее чтение

  • B.D. Cullity & S.R. Акции, Элементы рентгеновской дифракции, 3-е изд., Prentice-Hall Inc., 2001, стр. 167-171, ISBN  0-201-61091-4.
  • Диагностика изображений CFL

Смотрите также