何が放射線の吸収と散乱を決定しているのか？

材料の透過における放射線強度の減少は、次の反応によって決まります。

1. 光電効果

2. コンプトン効果

3. 対生成

入射放射のエネルギーと照射を受けた材料によって、これら反応のいずれかが優位になります。

光電効果 比較的低エネルギーの X 線が材料を通過し、光子がこの材料の原子と衝突すると、図 3-2 のように、この光子の全エネルギーを使用して原子の内殻から電子を排出します。 この現象は光電効果と呼ばれ、対象物、フィルム、使用するフィルター内で発生します。

コンプトン効果 X 線エネルギーがより高く (100 keV から 10 MeV)、光子と原子外層の自由電子または弱く結びついた電子の相互作用により、図 4-2 のようにエネルギーの一部が放出される電子に移ります。 同時に、光子は最初の入射角度からずれて、エネルギーが減少した放射線として衝突から現れます。後方などの全方向に散乱し、これは「後方散乱」として知られています。後のセクションを参照してください。 このエネルギー帯では、放射線の吸収は主にコンプトン効果によるものであり、光電効果の影響はあまりありません。

対生成 イオン対生成は、非常に高いエネルギーレベルでのみ発生します (1 MeV 以上)。図 5-2 を参照してください。 高エネルギーの光子は、衝突に関わった原子核と相互作用を引き起こすことがあります。 ここで光子のエネルギーが使用され、陰電子 (e-) と陽電子 (e+) を放出します。

吸収/減衰合計 X 線の線吸収/減衰合計は、上記で説明した 3 つの吸収プロセスの組み合わせです。主要 X 線エネルギーは低エネルギーに変わります。 副次的な X 線エネルギーはさまざまな波長とさまざまな移動方向から生じます。 この副次的な (散乱) 放射線の一部は、X　線撮影画像の形成に寄与せず、ぼけやもやによる画質の低下につながることがあります。 放射線エネルギーに対してプロットされた鉄の線吸収係数合計 (μ) に X 線吸収の様々な要因が影響しており、それが図 6-2 で示されています。