Röntgensugár áthaladásakor: attenuáció.

Mit jelent ez?

Azt, hogy anyagon való áthaladáskor a röntgensugár intenzitása folyamatosan gyengül.

Hogyan?

A sugárnyalábban csökken a röntgenfotonok száma.

Miből ered tehát az attenuáció?

A röntgenfotonok és az anyag kölcsönhatásából. Ugyanakkor, vannak olyan fotonok, amelyek kölcsönhatás nélkül haladnak át az anyagon.

Mivel léphetnek kölcsönhatásba a fotonok?

• a teljes atommal
• héj-elektronnal
• atommaggal

Mitől függ a kölcsönhatás mibenléte?

A foton energiájától függ.

Rendszerezés, energia alapján:

1. Alacsony energiájú röntgenfotonok: teljes atommal lépnek kölcsönhatásba.
2. Közepes energiájú röntgenfotonok: héj-elektronnal lépnek kölcsönhatásba.
3. Nagyenergiájú röntgenfotonok: atommaggal lépnek kölcsönhatásba.

/Nagyenergiájú röntgenfotonok: sugárterápiában alkalmazandók/.

Diagnosztikában: közepes energiájú röntgenfotonokat alkalmazunk. Ezek a héj-elektronokkal lépnek kölcsönhatásba.

Elektronokkal való kölcsönhatás közérthetően:

Adott elektronhéjról való eltávolítás hogyan történik?

A kötési energia legyőzésével (magasabb energia szükséges, mint amennyi a kötési energia számértéke).

Hol van a legnagyobb kötési energia?

A K-héjon (az itt elhelyezkedő elektronok rendelkeznek a legnagyobb kötési energiával = őket a legnehezebb eltávolítani). A K-héj a legbelső elektronhéj.

Ahogy haladunk a külső elektronhéjak felé, úgy csökken a kötési energia nagysága.

Ezen kívül mi határozza meg a kötési energia nagyságát?

1. A nagyobb magtöltés erős vonzóerővel rendelkezik: mivel a magtöltés pozitív energia – így össze tudja húzni az elektronfelhőt. (Rendszám!)
2. Az elektronok (az azonos negatív töltésük miatt) egyre távolabb akarnak kerülni egymástól (taszító hatás).
3. A lezárt héjaknak árnyékoló hatása van a mag vonzóerejére.

Nagy rendszámú atomok esete:

Ahhoz, hogy a K-héjról elektront távolítsunk el, több energia szükséges.

Mi ennek az oka?

Nagyobb rendszám = nagyobb protonszám = nagyobb ellentétes vonzóerő. (+,-)

Kalcium rendszáma: Z=20.

A K-héjon lévő elektronok kötési energiája hozzávetőlegesen 4 keV.

A lágyrészeket felépítő atomok K-héj elektronjainak kötési energiájának legyőzéséhez elegendő mindössze 0,5 keV.  (Alacsonyabb rendszám).

A nagy rendszámú atomok esetén tehát több energia szükségeltetik a K-héj elektronok eltávolításához.

Kölcsönhatások, melyek az anyag és a röntgensugár találkozásakor fellépnek:

1. Fotoelektromos abszorpció
2. Koherens szóródás
3. Compton-szóródás
4. Párkeltés
5. Fotodezintegráció

Melyik a fontos röntgen képalkotás esetén?

A fotoelektromos abszorpció és a koherens szóródás.

A következőkben egyenként részletezem a fent említett kölcsönhatásokat. (mivel egyszerre borzasztó őket megtanulni).