O que determina a absorção e a dispersão da radiação?

A redução da intensidade da radiação ao penetrar um material é determinada pelas seguintes reações:

1. Efeito fotoelétrico

2. Efeito Compton

3. Produção de pares

A reação predominante depende da energia da radiação incidente e do material irradiado.

Efeito fotoelétrico quando raios X de energia relativamente baixa atravessam um material e um fóton colide com um átomo desse material, a energia total desse fóton pode ser usada para ejetar um elétron dos níveis internos do átomo, como ilustra a figura 3-2. Esse fenômeno é chamado de efeito fotoelétrico e ocorre no objeto, no filme e em quaisquer filtros utilizados.

Efeito Compton com energias de raios X mais altas (100 keV a 10 MeV), a interação de fótons com elétrons livres ou de ligação fraca das camadas atômicas externas faz com que parte da energia seja transferida para esses elétrons, que, em seguida, são ejetados, como mostra a figura 4-2. Ao mesmo tempo, os fótons serão desviados do ângulo de incidência inicial e emergem da colisão como uma radiação de energia reduzida, dispersa em todas as direções, inclusive para trás (retrodispersão). Veja mais detalhes em uma seção mais adiante. Nessa faixa de energia, a absorção da radiação se deve principalmente ao efeito Compton e, em menor grau, ao efeito fotoelétrico.

Produção de pares a formação de pares de íons (figura 5-2) só ocorre em níveis de energia muito altos (acima de 1 MeV). Os fótons de alta energia podem causar uma interação com o núcleo do átomo envolvido na colisão. Aqui, a energia do fóton é usada para ejetar um elétron (e-) e um pósitron (e+).

Absorção/atenuação total A absorção ou atenuação linear total dos raios X é uma combinação dos três processos de absorção descritos acima, em que a energia primária dos raios X muda para uma forma inferior de energia. A energia secundária dos raios X surge de um comprimento de onda e uma direção de deslocamento diferentes. Parte dessa radiação secundária (dispersa) não contribui para a formação da imagem radiográfica e pode causar perda de qualidade por borramento ou neblina. A contribuição das várias causas de absorção de raios X para o coeficiente de absorção linear total (μ) referente ao aço, representado graficamente em relação à energia da radiação, é mostrada na figura 6-2.