×
Loading ...

Como calcular a absorção de raios X

Os raios X são rotineiramente usados ​​em diagnósticos médicos, em terapias hospitalares e em ensaios não destrutivos. Esse tipo de radiação é produzido por uma máquina que funciona com alto potencial elétrico - vários milhares de volts. Os raios X assim produzidos têm um espectro de energia que se estende à tensão aplicada à máquina. Uma máquina de 50kV, por exemplo, produz raios X com uma energia máxima de 50keV, onde keV significa quilo-elétron-volt. O elétron-volt é uma unidade de energia, sendo que a atenuação destes raios quando atravessam a matéria é determinada por essa energia. Como os raios X passam através da matéria, sua intensidade diminui exponencialmente e essa mudança na intensidade em função da distância percorrida pelo raio pode ser calculada utilizando a fórmula de atenuação de fótons.

Instruções

A absorção de raio-x depende do tipo de material e da energia do próprio raio (x-ray image by Claudio Calcagno from Fotolia.com)
  1. Determine as energias das quais você deseja calcular a absorção de raios X. Se estiver interessado em calcular a blindagem necessária, é possível usar os raios de maior energia produzidos pelo equipamento. Por exemplo, para uma máquina de 100kV, é suficiente calcular a absorção de raios X de 100 keV.

    Loading...
  2. Determine a composição do material para o qual deseja calcular a absorção de raios X. Na maioria dos casos, basta utilizar o elemento que está contido no material em maior quantidade. Por exemplo, um bloco de chumbo pode ter pequenas quantidades de ferro e níquel, porém incluir esses materiais nos cálculos faria uma diferença muito pequena. Portanto, nesse caso, supõe-se que os raios X encontram apenas partículas de chumbo ao atravessarem o bloco. No entanto, quando existe um composto ou mistura de muitos elementos diferentes em quantidades significativas, deve-se utilizar os coeficientes de atenuação de massa e densidade de todos o componentes.

  3. Encontre a densidade do material utilizando uma tabela de dados adequada. Essas tabelas estão disponíveis na internet.

  4. Encontre o coeficiente de atenuação de raios X de massa do material com a energia de interesse utilizando uma tabela adequada. Pode-se usar a tabela fornecida on-line pelo National Institute of Standards and Technology (NIST) [site em inglês].

  5. A percentagem de raios X absorvidos no material pode ser calculada por meio da seguinte fórmula: A = [1-exp (-udx)] * 100, na qual "exp" é a função exponencial habitual, "u" é o coeficiente de atenuação de massa de raios X, "d" é a densidade do material e "x" a sua espessura.

Loading...

Dicas

  • A fórmula apresentada aqui foi obtida a partir da atenuação por raios X em materiais: I = I_0 * exp (-u * d * x), na qual I_0 é a intensidade incidente de raios X (número de fótons que atravessam uma unidade de área por unidade de tempo) e I é a intensidade da profundidade x.

O que você precisa

  • Calculadora
  • Tabela de densidade dos materiais
  • Tabela do coeficiente de atenuação de massa de raio X

Referências

Recursos

Loading ...
Loading ...