röntgenabsorptie

Röntgenabsorptie is het proces waarbij röntgenstraling wordt tegengehouden door materie doordat fotonen worden geabsorbeerd of verstrooid. In medische en industriële röntgenstraling bepaalt de mate van absorptie het beeldcontrast en de dosis die een voorwerp of patiënt ontvangt. De belangrijkste interacties tussen röntgenfotonen en materie zijn foto-elektrische absorptie en Compton-schrijn (scatter). Foto-elektrische absorptie neemt toe bij hogere atoomnummers (Z) en lagere fotonenergie en levert een significante bijdrage aan de absorptie in materialen met veel zware elementen. Compton-schrijn is hoger bij hogere energieën en bij lagere Z en draagt vooral bij aan verstrooiing en dosisontwikkeling. Bij energies boven ongeveer 1 MeV kunnen ook pairproductie en andere processen meespelen, maar in standaard medische röntgenstraling is dit meestal verwaarloosbaar.

De mate van absorptie wordt beschreven met de lineaire attenuatiecoëfficiënt μ, zodat de resterende stralingsintensiteit I na doorstraling van een dikte x wordt gegeven door I = I0 e^{-μx}. Vaak wordt μ uitgedrukt als de massattenuatiecoëfficiënt μ/ρ, die afhankelijk is van de energie en van de samenstelling (dichtheid, atoomnummer, soort materie). Materialen met hoog Z en/dichtheid hebben doorgaans hogere μ bij lage tot middelhoge energies, wat bijdraagt aan een hoger beeldcontrast voor die energies.

Het begrip röntgenabsorptie is ook verbonden met de half-value layer (HVL), de dikte die nodig is om de intensiteit te halveren; deze parameter hangt af van de energie van de straling en van het materiaal. Toepassingen van röntgenabsorptie omvatten beeldvorming (röntgenfoto, CT) en materiaalanalyse, waarbij de absorptiepatronen informatie geven over samenstelling en structuur. Veiligheidsaspecten betreffen blootstelling en bestrijding van ongewenste straling.