单色窄束射线的衰减特征及规律分析

所谓窄束射线是指不包括散射成分的射线束，仅由未与物质发生相互作用的光子组成。

所谓单色是指由单一波长电磁波组成的波长，或者说由相同能量光子组成的辐射束。

对一束射线，在均匀的某介质中，在很小厚度范围内的衰减量与入射射线强度和穿透物体厚度成正比，以关系式表示为：ΔI=-μIΔT，对此式积分则可得通常的关系式。设T=0，I=I₀负号表示强度减弱。

I=I₀e^-μT (1-12)

式中I₀——入射射线强度；

I——透射射线强度：

T——吸收体厚度：

μ——线衰减系数（cm^-1）。

式（1-12）就是单色窄束射线的衰减规律基本公式。

(1)线吸收系数μ的意义

1)通过单位厚度物质与物质相互作用几率；

2)μ值与射线能量、物质原子序数、物质密度有关；

3)同一种物质（ρp、z相同）；能量不同，μ值不同；当能量不变时，p增加μ肛增大；ρD值不变时，能量提高μ肛值降低；

4)强度的衰减是几种效应共同作用结果，所以线衰减系数可写为

μ=μ_ph+μ_c+μ_p+μ_RLR

式中μ_ph。——光电效应衰减系数；

μ_c，——康普顿效应衰减系数；

μ_p、——电子对效应衰减系数；(www.xing528.com)

μ_R——-瑞利散射衰减系数。

5）μ∝ρ；

6）对z而言μ_ph∝z⁵，μ_c∝z，μ_pμ_R∝z²；

7）对能量而言μ_ph∝（hv）-3.5，μ_c∝（hv）-1，μ_p∝ln（hv）；

8）μ_m=μ/ρ质量衰减系数，不受物质的密度和物理状态影响，如水和水蒸气的μ_m是一样。

（2）半价层

描述某种能量射线的穿透能力或某种射线的衰减作用程度。

半价层是指入射射线强度减少一半的吸收物质厚度，用符号Th表示。

当T=Th时，I/I₀=1/2，则有两边取自然对数-μTh=ln1/2，所以ln2=0.693，ln1=0，则半价层厚度公式：T₁/2=Th=0.693/μ （1-13）

对已知物质厚度和半价层厚度时：I/I₀=1/2，Th=1即I₀/I=2¹，T/Th=2时I₀/I=2²——则可表示为I₀/I=2ⁿ

I=I₀e^-μd （1-14）

式中 -μd=1时称一个平均自由程，说明I₀/I=e^-1=37%。射线束I等于入射束强度的e分之一或37%。

（3）什值层（d₁/10）

使辐射强度减10倍的吸收体厚度，用符号TVT表示。

μ=2.3/d₁/10 又因为μ=0.693/Th，μ=μ，所以2.3/d₁/10=0.693/Th

半价层与什值层关系为：令d₁/10=n，Th=N，则d₁/10=3.3Th，n=3.3N