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射线防护涂料吸收射线程度与什么有关

- 2017-12-06 -

射线防护涂料吸收物质吸收X射线能力的大小主要取决于它的K层吸收边的位置,即它应处于所吸收射线的能量范围内。当X射线的能量等于或略大于某一吸收物质的K层吸收边,则这一吸收物质对该种能量的X射线光子的吸收能力最强,随着X射线能量增加,其吸收能力迅速下降。这意味着对某一核外电子,其有效吸收的X射线的能量范围十分狭窄的。

然而诊断X射线有一个连续谱,分佈从20keV直至IOOkeV,因此用单一元素不能很好地完成防护任务,而需要使用多种元素,这些元素的K层吸收边最好在20keVIOOkeV之间均勻间隔分佈,射线防护材料从而达到最佳防护效果。事实上,K层吸收边处于这一区间的元素,由于其化学毒性,化学稳定性及市场价格等因素的影响,不可能按理论计真的理想方式选择,只能按尽可能合理的方式选择。

对于这一能量范围的低能X射线部份,选用元素锡(K层吸收边为29.19keV)/或锑(K层吸收边为30.49keV)最好,射线防护材料对于中能X射线,选用稀土元素最佳,因为稀土元素从镧(K层吸收边为38.9keV)到镥(K层吸收边为63.3keV)均处于最佳吸收位置。考虑到镧系元素彼此间化学性质十分相似。

将它们逐个分离成体较高,从商业价值上无法承受,射线防护涂料只能使用未将其各个元素逐一分离的镧系元素混合物或只进行了成本较低的部份分离的混合物。然而天然的镧系元素混合物中,原子数较高的元素相对是较低,为了弥补这一不足,选用了元素钨(K层吸收边为69.51keV)作为补充。另外上述混合物对能量在SOkeV及以上的X射线能力也较弱,故增加元素铋,以弥补以上不足。

 

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