1. エネルギー評価の主役:半価層(HVL)
半価層(Half-Value Layer)とは、放射線の線量を半分(50%)に減らすために必要な吸収体(フィルタ)の厚さのこと。
- 吸収体の材料:診断用X線では主に $\text{Al}$(アルミニウム)、エネルギーの高い治療用X線では $\text{Cu}$(銅)などが用いられる。
- 公式の暗記:線減弱係数を $\mu$ とすると、半価層 $d_{1/2}$ は以下の式で求められる。
- $d_{1/2} = \frac{\ln(2)}{\mu} = -\ln(0.5) \cdot \mu^{-1}$
- ※ $\mu$ が大きい(=弱まりやすい)ほど、半価層は薄くなる。
半価層の計算式は $- \ln(0.5) \cdot \mu^{-1}$ としても出題されるため、式の変形に慣れておくこと!
2. 正確に測るためのルール:狭い線束(ナロービーム)
半価層を正しく測るためには、「狭い線束(Narrow beam)」という特別な配置で測定しなければならない。
- なぜ必要か:吸収体で跳ね返った「散乱線」が検出器に入ってしまうと、透過力が実際より強く見積もられてしまうため。
- 国試のポイント:散乱線を防ぐため、「小さな照射野」で、「吸収体と検出器を十分に離して」測定する。
- 測定器には「小型の空気電離箱」が最も適している [28, 268(74PM83, 77AM71)]。
4. 均等度と実効エネルギー
得られた半価層から、さらに詳しいエネルギーの性質を導き出せる。
完全に一様なエネルギー(単色放射線)なら $H_1 = H_2$ となり、均等度は $1$ になる!一般的なX線は $1$ より小さくなる。