Röntgensugárzás abszorpciója Nagy Sándor honlapjára Nagy Sándor: Nukleáris Címszavak Glosszáriumába, melyhez ez a lap is tartozik A Tékába, mely ehhez hasonló animációkhoz/szimulációkhoz vezet Nagy Sándor webhelyén

Bevezetés az applethez

Az applet röntgenfotonok útját/abszorpcióját szemlélteti, miközben azok egy szürke téglalappal megjelenített anyagrétegbe hatolnak. Olyan kísérletet kell elképzelni, amelyben a röntgenforrás az anyagréteg felett helyezkedik el, míg a röntgendetektor (pl. egy film) a réteg alatt.

µ lineáris abszorpciós koefficiens (más néven a lineáris sugárgyengítési tényező) a foton különböző sugár–anyag kölcsönhatási járulékaiból tevődik össze. Az applet jelöléseit és színkódját használva, elvileg a következőkről lehet szó:

  • R: rugalmas vagy Rayleigh-szóródás — a radiográfiához használt röntgenenergiáknál kicsi a jelentősége.
  • C: Compton-szóródás — a röntgenfoton kilök egy elektront egy atomból, miközben energiát veszít és iránya is változik.
  • PE: fotoeffektus — az elektron elveszti a teljes energiáját (megszűnik létezni), és egy elektron kiszabadul egy atomból.
  • PP: párkeltés — a foton teljes energiája egy elektron–pozitron részecskepár létrehozására fordítódik, tehát a foton megszűnik létezni.

A fenti kölcsönhatások valószínűsége energiafüggő, és ráadásul az energiafüggésük sem egyforma. Például a párkeltés (párképződés) csak 1022 keV fotonenergia (tehát 1022 kV feszültség) felett indul be (ami megfelel egy elektron és egy pozitron nyugalmi energiájának, azaz 2 me c2-nek), vagyis a szimuláció esetében nincs szerepe, hiszen a beállítható csőfeszültség maximuma 450 kV.

A csőfeszültség úgy jön ide, hogy a röntgencsőben jórészt fékezési sugárzás keletkezik. A grafikonon látható piros görbe folytonos része mutatja a fékezési sugárzás fotonjainak energiaeloszlását. Az eloszlás 0-tól egészen a katódba csapódó, és ott lefékeződő elektronok kinetikus energiájáig terjedhet, vagyis nem lehet nagyobb, mint az elektronokat gyorsító feszültség szorozva az elektron e nagyságú töltésével. Ahány volt a feszültség, annyi elektronvolt a maximális fotonenergia. (A spektrumban látható csúcsok a karakterisztikus röntgensugárzást jelentik.)

A kölcsönhatások valószínűsége (amit hatéskeresztmetszettel, ill. sugárgyengítési tényezővel lehet jellemezni) függ az abszorbens rendszámától is.

Az applet

Az alábbi applet az NDT Resource Center webhelyéről fut. The applet below is running from the web site of the NDT Resource Center.

Az applet eredeti angol magyarázata az applettel.
The original English explanation followed by the applet.

Magyar használati útmutató

Az appletben az abszorber rétegvastagságát (Thickness) 0,1 és 100 cm között lehet változtatni.

Az abszorber anyaga (Materials) listáról választható:

  • Aluminum = alumínium,
  • Copper = réz,
  • Plastic = műanyag,
  • Titanium = titán,
  • Stainless Steel = rozsdamentes acél.
  • A Morsel nyilván nem morzsát jelöl, hanem talán egy rézötvözetet. (Hogy mért gondolom így, azt találja ki a látogató.)

A kilovoltban megadható (ill. választható) csőfeszültségek (KVp) tipikus értékek röntgencsövekre.

A grafikonon látható piros görbe szűrő nélkül felvett röntgenemissziós spektrum. Az Emit X-Ray gombbal egyenként lehet véletlenszerű energiával fotonokat kibocsátani (a spektrum szerinti gyakoriságok szerint), amelyek az energiától függő valószínűséggel vesznek részt valamilyen kölcsönhatásban vagy kölcsönhatás nélkül (No Interaction) haladnak át az abszorberen:

  • R: Rayleigh-szóródás
  • C: Compton-szóródás
  • PE: fotoeffektus
  • PP: párkeltés

Az Auto 200 röntgeneseményt számít ki és jelenít meg egymás után.

Ha új paramétereket választunk, érdemes a Reset gombbal törölni az eseményszámlálókat (Statistics Data), amelyek darabszámot (times) mutatnak..


Vissza Nagy Sándor honlapjára. Releváns |tIt| kínálat: Nukleáris Glosszárium, Asimov Téka

Látogatószám 2013.04.15. óta:

hit counter