Os raios X , também conhecidos como radiação X , referem-se à radiação eletromagnética (sem massa em repouso, sem carga) de altas energias. Os raios X são fótons de alta energia, com comprimentos de onda curtos e, portanto, frequência muito alta. A frequência de radiação é o parâmetro chave de todos os fótons, porque determina a energia de um fóton. Os fótons são classificados de acordo com as energias das ondas de rádio de baixa energia e radiação infravermelha, através da luz visível, aos raios X de alta energia e raios gama .
A maioria dos raios X tem um comprimento de onda variando de 0,01 a 10 nanômetros (3 × 10 16 Hz a 3 × 10 19 Hz), correspondendo a energias na faixa de 100 eV a 100 keV. Os comprimentos de onda dos raios X são mais curtos que os dos raios UV e geralmente mais longos que os dos raios gama. A distinção entre raios X e raios gama não é tão simples e mudou nas últimas décadas. De acordo com a definição atualmente válida, os raios X são emitidos por elétrons fora do núcleo, enquanto os raios gama são emitidos pelo núcleo .
Coeficiente de atenuação linear – raios-X
A atenuação dos raios X pode ser descrita pela seguinte equação.
I = I 0 .e -μx
, onde I é a intensidade após a atenuação, I o é a intensidade do incidente, μ é o coeficiente de atenuação linear (cm -1 ) e a espessura física do absorvedor (cm).
Os materiais listados na tabela são ar, água e elementos diferentes do carbono ( Z = 6) ao chumbo ( Z = 82) e seus coeficientes de atenuação linear são dados para duas energias de raios-X. Existem duas características principais do coeficiente de atenuação linear:
- O coeficiente de atenuação linear aumenta à medida que o número atômico do absorvedor aumenta.
- O coeficiente de atenuação linear para todos os materiais diminui com a energia dos raios-X.
Coeficiente de atenuação de massa
Ao caracterizar um material absorvente, às vezes podemos usar o coeficiente de atenuação da massa. O coeficiente de atenuação da massa é definido como a razão entre o coeficiente de atenuação linear e a densidade do absorvedor (μ / ρ) . A atenuação dos raios X pode ser descrita pela seguinte equação:
I = I 0 .e – (μ / ρ) .ρl
, onde ρ é a densidade do material, (μ / ρ) é o coeficiente de atenuação da massa e ρ.l é a espessura da massa. A unidade de medida usada para o coeficiente de atenuação da massa cm 2 g -1 . Para energias intermediárias, o espalhamento de Compton domina e diferentes absorvedores têm coeficientes de atenuação de massa aproximadamente iguais . Isso se deve ao fato de que a seção transversal da dispersão de Compton é proporcional ao Z (número atômico) e, portanto, o coeficiente é proporcional à densidade do material ρ. Em pequenos valores de energia de raios-X, onde o coeficiente é proporcional a potências mais altas do número atômico Z (para efeito fotoelétrico σ f ~ Z 3 ), o coeficiente de atenuação μ não é constante.
Veja também calculadora: Atividade gama para taxa de dose (com / sem proteção)
Consulte também XCOM – seção transversal do fóton DB: XCOM: banco de dados de seções transversais do fóton
Exemplo:
De quanto água é necessário o escorço, se você deseja reduzir a intensidade de um feixe de raios X monoenergético de 100 keV ( feixe estreito ) para 1% da intensidade do incidente? A camada de meio valor para raios-X de 100 keV na água é de 4,15 cm e o coeficiente de atenuação linear para raios-X de 100 keV na água é de 0,167 cm- 1 . O problema é bastante simples e pode ser descrito pela seguinte equação:
Se a camada de meio valor para a água for 4,15 cm, o coeficiente de atenuação linear é:
Agora podemos usar a equação de atenuação exponencial:
Portanto, a espessura necessária da água é de cerca de 27,58 cm . Essa espessura é relativamente grande e é causada por um pequeno número atômico de hidrogênio e oxigênio. Se calcularmos o mesmo problema para o chumbo (Pb) , obteremos a espessura x = 0,077 cm .
Coeficientes de atenuação linear
Tabela de coeficientes de atenuação linear (em cm -1 ) para diferentes materiais com energias de fótons de 100, 200 e 500 keV.
| Absorvedor | 100 keV | 200 keV | 500 keV |
| Ar | 0.000195 / cm | 0.000159 / cm | 0.000112 / cm |
| Água | 0,167 / cm | 0,136 / cm | 0,097 / cm |
| Carbono | 0,335 / cm | 0,274 / cm | 0.196 / cm |
| Alumínio | 0.435 / cm | 0,324 / cm | 0,227 / cm |
| Ferro | 2,72 / cm | 1.09 / cm | 0.655 / cm |
| Cobre | 3.8 / cm | 1,309 / cm | 0,73 / cm |
| Conduzir | 59,7 / cm | 10,15 / cm | 1,64 / cm |
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