X-ray_filter
X線フィルタの前に配置された材料であるX線のより特定の波長の強度を減少させるために、光源のスペクトルを所定のビーム内のX線波長の分布を選択的に変化させます。
X線が物質に当たると、入射ビームの一部が物質を透過し、一部が物質に吸収されます。吸収される量は、材料の質量吸収係数に依存し、より大きなエネルギーの入射光子に対して減少する傾向が真の吸収は、十分なエネルギーのX線が電子エネルギーレベルを引き起こすときに発生します吸収材料の原子の遷移。これらのX線からのエネルギーは、原子を励起するために使用され、材料を通過し続けることはありません（したがって、「フィルターで除去」されます）。このため、より高いエネルギー波長で吸収が減少するという一般的な傾向にもかかわらず、各原子エネルギーレベル遷移に対応する任意の材料の吸収特性に周期的なスパイクがこれらのスパイクは吸収エッジと呼ばれます。その結果、すべての材料は、電子エネルギーレベルに対応するX線を優先的にフィルターで除去しますが、一般に、これらのレベルよりわずかに低いエネルギーのX線は比較的無傷で透過します。
したがって、特定の吸収特性を持つ材料をさまざまなX線源スペクトルに一致させることにより、ビームに存在するX線の波長を選択的に微調整することができます。
コンテンツ
1 アプリケーション
2 さまざまな元素効果
3 参考文献
4 も参照してください
アプリケーション
例えば、銅Ｘ線源は、波長１５４および１３９ピコメートルのＸ線のビームを優先的に生成することができる。ニッケルは、2本の銅線の間に149pmに吸収端がしたがって、銅のフィルターとしてニッケルを使用すると、強度を大幅に低下させることなく154 pmの光線を通過させながら、わずかに高いエネルギーの139 pmX線を吸収することになります。したがって、ニッケルフィルターを備えた銅X線源は、ほとんどが154pmの光子を持つほぼ単色のX線ビームを生成できます。
医療目的では、X線フィルターを使用して、X線イメージング（X線撮影）中に低エネルギー光線を選択的に減衰または遮断します。低エネルギーX線（30 keV未満）は、患者の軟組織（特に皮膚）に強く吸収されるため、結果の画像にはほとんど影響しません。さらに、この吸収は、患者の確率的（例：癌）または非確率的放射線効果（例：組織反応）のリスクを高めます。したがって、これらの低エネルギーＸ線を入射光線から除去することが好ましい。X線ろ過は、X線管とハウジング材料自体に起因する場合もあれば、フィルター材料の追加シートから追加される場合も使用される最小ろ過は通常2.5mmのアルミニウム（Al）相当ですが、より多くのろ過を使用する傾向が高まっています。最新の透視装置の製造業者は、患者の厚さに応じてさまざまな厚さの銅（Cu）ろ過を追加するシステムを利用しています。これは通常、0.1〜0.9 mmCuの範囲です。
X線フィルターは、結晶性固体の原子間空間の決定において、X線結晶学にも使用されます。これらの格子間隔はブラッグ回折を使用して決定できますが、この手法では、ほぼ単色のX線ビームでスキャンを実行する必要がしたがって、上記の銅ニッケルシステムのようなフィルター設定を使用して、単一のX線波長のみがターゲット結晶に透過できるようにし、結果として生じる散乱が回折距離を決定できるようにします。
さまざまな元素効果
X線結晶学に適しています：
ジルコニウム-制動放射とKベータを吸収します。
鉄-スペクトル全体を吸収します。
モリブデン-制動放射を吸収します-K-ベータとK-アルファを残します。
アルミニウム-「ピンチ」制動放射*＆第3世代のピークを除去します。
シルバー-アルミニウムと同じですが、かなりの程度です。
インジウム-鉄と同じですが、程度は低いです。
銅-アルミニウムと同じですが、第1世代のピークのみが残ります。
X線撮影に適しています：
モリブデン-マンモグラフィで使用
ロジウム-ロジウムアノードを使用したマンモグラフィで使用
アルミニウム-一般的なX線撮影用X線管で使用
銅-一般的なX線撮影で使用されます-特に小児科のアプリケーションで使用されます。
銀-タングステンアノードを使用したマンモグラフィで使用
タンタル-タングステンアノードを使用した透視アプリケーションで使用
ニオブ-タングステンアノードを使用したX線撮影および歯科X線撮影で使用されます
エルビウム-タングステンアノードを使用したX線撮影で使用
ノート：-制動放射の挟み込みは、原子量によるものです。原子の密度が高いほど、X線吸収が高くなります。高エネルギーのX線のみがフィルターを通過し、制動放射の連続体が挟まれているように見えます。-この場合、Moは制動放射を吸収しながらK-アルファとK-ベータをそのままにしておくように見えます。これは、Moがすべてのスペクトルのエネルギーを吸収するためですが、そうすることで、ターゲットによって生成されたものと同じ特徴的なピークが生成されます。
参考文献
BD Cullity＆SR証券、X線回折の要素、第3版、プレンティスホール社、2001、P 167-171、ISBN 0-201-61091-4。
CFL画像診断
も参照してください
X線結晶学 X線 ブラッグ回折