RAGGI X : assorbimento! ! ! parte Ia

- ASSORBIMENTO RAGGI X MONOCROMATICI - DIFFUSIONE - EFFETTO FOTOELETTRICO - EFFETTO COMPTON - PRODUZIONE DI COPPIE e ANNICHILAZIONE

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ASSORBIMENTO RAGGI X (monocromatici)

Ix = I(x)

d I(x)dx = I(x) I = Io e

x

= c E = h

ONDE RADIO

MICRO ONDE

INFRA- -ROSSO ULTRA-

-VIOLETTO

RAGGI X

RAGGI GAMMA

102 1 102 104 106 108 1010 1012 1014 (m)

(m)

(Hz)

(Hz) 106 108

3 108 Hz

1010 1012 1014 1016 1018 1020 1022

(cm) (mm) (m) () (fermi) (nm)

VISIBILE MeV keV GeV

(eV)

E 103 106 10

9

700 600 500 400

(nm)

colori

Precisazione: in questo ambito si parla indifferentemente di raggi X o raggi , cioe di radiazione e.m. di energia compresa fra il keV e le decine di MeV (o piu)

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ASSORBIMENTO RAGGI X (monocromatici)

I = Io e x

= coefficiente lineare di attenuazione totale

dimensioni [] = [L]1

unit di misura: sistema pratico cm1

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ASSORBIMENTO RAGGI X (monocromatici)

I = Io e x

diffusioneeffetto fotoelettricoeffetto Comptonproduzione di coppie

=

+

+

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DIFFUSIONE

effetto velatura sulle radiografie

h

fotoni X diffusi

6

7

8

Effetto netto finale: fotone iniziale sparisce viene emesso un elettrone (chiamato fotoelettrone) + diseccitazione atomo successiva con emissione fotoni X (o di fluorescenza)

fotone X con energia inferiore

atomo eccitato

9

10

Effetto netto finale: fotone iniziale cambia direzione e diminuisce la sua energia, viene emesso un fotoelettrone

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Effetto netto finale: fotone iniziale sparisce viene emessa una coppia elettrone-positrone

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ASSORBIMENTO COMPLESSIVO

=

+

+

1 keV 1 MeV 1 GeV

106

103

1

10 eV 1 keV 1 MeV 1 GeV

106

103

1

E

(u.a.)

totale

rame Cu (Z=29)

E = 0.5 25 keV

I = Io e2 Io7

30 m O2 (1 atm) oppure0.12 mm Cu oppure32 m Pb

esempio

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ASSORBIMENTO COMPLESSIVO

=

+

+

d = coefficiente di assorbimento di massa

d = [L

1][ML3]1 = [L2M1]

unita di misura:

sistema pratico cm2g1

15 0.01 0.1 1 10 1000.01

0.1

1

10

100d

(cm2g1)

0.1

1

10

100

0.1 1 10

0.01

(MeV)E

(MeV) E

piombo

calcioacqua

d(cm2g1)

ASSORBIMENTO COMPLESSIVO

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RADIOSCOPIA

tubo a raggi X

strutturabiologica

diaframmischermofluorescente

vetro al piomboosservatore

immagine positivaosservazione diretta limitataosservazione via telecamera e monitor

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RADIOGRAFIA

immagine negativasviluppo della pellicolaradiografia digitale

schermofluorescente

tubo a raggi X

strutturabiologica

diaframmi

pellicola radiografica

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