يمكن الحصول على طيف الطاقة الكامل لحزمة الأشعة السينية ذات الجهد الضخم عن طريق الحساب باستخدام أطياف الإشعاع النحيف للهدف الرقيق ومطياف التلألؤ والتنشيط الضوئي. ومع ذلك، من أجل توصيف حزمة الأشعة السينية ذات الجهد العالي بمعامل طاقة واحد، أي من خلال طاقتها القصوى، يحتاج المرء إلى تحديد طاقة الحزمة الإلكترونية قبل وقوعها على الهدف.
كيف يتم قياس طاقة شعاع ميجا
الطريقة الأكثر عملية لتحديد طاقة حزمة الجهد الضخم هي قياس النسبة المئوية لتوزيع جرعة العمق أو نسب الهواء إلى الأنسجة أو النسب القصوى للأنسجة ومقارنتها بالبيانات المنشورة مثل تلك الصادرة عن معهد العلوم الفيزيائية في الطب.
على الرغم من أن هذه الطريقة مناسبة سريريًا، إلا أنها تقريبية فقط لأن توزيعات جرعة العمق غير حساسة نسبيًا للتغيرات الصغيرة في طاقة الذروة، تم اقتراح طريقة حساسة لمراقبة الجودة الطيفية لحزمة الأشعة السينية بواسطة الباحثون ويشار إليها باسم طريقة نسبة التنشيط الضوئي، كما يتضمن الإجراء الأساسي تشعيع زوج من الرقائق التي يمكن تنشيطها من خلال عملية التحلل الضوئي، كما يجب أن يكون اختيار المخلفات بحيث يكون أحدها حساسًا للطاقة الأعلى من الآخر في طيف الطاقة لحزمة الأشعة السينية.
بعد التشعيع، يتم قياس النشاط الإشعاعي المستحث في الرقائق باستخدام عداد وميض، تعطي نسبة الأنشطة المستحثة طريقة نسبة التنشيط الضوئي والتي يمكن أن تكون مرتبطة بطاقة ذروة الفوتون، كما توفر طريقة نسبة التنشيط الضوئي طريقة أكثر حساسية لقياس جودة طيف الأشعة السينية من الطريقة التقليدية لقياس طبقة نصف القيمة في الماء.
قياس طيف الطاقة
على الرغم من أن طبقة نصف القيمة هي معلمة عملية تميز الحزم العلاجية، إلا أنها تقريبية فقط ولا يمكن استخدامها في أنظمة حساسة للتوزيع الطيفي للفوتونات. على سبيل المثال، تُظهر بعض أجهزة الكشف عن الإشعاع تباينًا كبيرًا في الاستجابة لطاقات الفوتون المختلفة (على سبيل المثال، الفيلم والصمامات الثنائية) وحتى الغرف الأيونية تعتمد بشكل أو بآخر على الطاقة، اعتمادًا على تصميمها.
في مثل هذه الحالات، يكون التوزيع الطيفي هو المعلمة ذات الصلة لجودة الحزمة. في هذا العمل وغيره من الأعمال الاستقصائية، من المهم تحديد التوزيعات الطيفية التجريبية لأشعة الفوتون.
هناك العديد من المراجع التي تتناول قياس الطيف،سيتم وصف طريقة واحدة فقط ،وهي قياس طيف التلألؤ، باختصار يتكون مطياف التلألؤ من بلورة أو فوسفور، عادة يوديد الصوديوم، متصل بأنبوب مضخم ضوئي، عندما يتم عرض شعاع الفوتون على البلورة، يتم إخراج الإلكترونات التي تنتقل في البلورة وتنتج تأينًا وإثارة لذرات البلورة. نتيجة لذلك، يتم إنتاج فوتونات الطاقة في المنطقة الضوئية أو فوق البنفسجية على طول مسارات الإلكترون.
هذه الفوتونات الضوئية، عند اصطدامها بالسطح الحساس للضوء (كاثود ضوئي) لأنبوب مضاعف ضوئي، تقذف إلكترونات ضوئية منخفضة الطاقة والتي يتم جمعها ومضاعفتها حوالي مليون مرة بواسطة داينودات المضاعف الضوئي، كما ينتج عن هذا نبضة خرج تتناسب مع طاقة فوتون الأشعة السينية الأصلي الذي يدخل البلورة، يستخدم محلل ارتفاع النبض متعدد القنوات لفرز النبضات ذات الأحجام المختلفة إلكترونيًا، كما تتوافق كل قناة مع طاقة فوتون إدخال معينة وتجمع أعدادًا أو عددًا من الفوتونات ذات طاقة خاصة، ثم يتم عرض الطيف من حيث الفوتونات لكل وحدة فاصل طاقة كدالة لطاقة الفوتون.
الطاقة الفعالة للأشعة السينية
نظرًا لأن حزم الأشعة السينية المستخدمة في الأشعة غير متجانسة في الطاقة، فمن الملائم أحيانًا التعبير عن جودة حزمة الأشعة السينية من حيث الطاقة الفعالة. الطاقة الفعالة (أو المتكافئة) لحزمة الأشعة السينية هي طاقة الفوتونات في حزمة أحادية الطاقة تكون موهنة بنفس معدل الإشعاع المعني.
نظرًا لأن منحنى التوهين لمادة معينة يتميز بالمنحدر أو معامل التوهين الخطي، يتم تحديد الطاقة الفعالة من خلال إيجاد طاقة الفوتونات أحادية الطاقة التي لها نفس معامل التوهين مثل الحزمة المعطاة. الطاقة الفعالة لحزمة غير متجانسة تختلف مع سماكة الماص.
يمكن أيضًا تعريف الطاقة الفعالة على أنها طاقة حزمة فوتون أحادية الطاقة لها نفس طبقة نصف القيمة مثل الحزمة المحددة، على الرغم من استخدام الرصاص بشكل شائع للتعبير عن طبقة نصف القيمة لحزم الجهد الضخم، إلا أنه ليس بالضرورة الخيار الأفضل لوصف جودة الحزمة في نطاق الطاقة هذا.
لقد ثبت أن المواد ذات العدد الذري المنخفض مثل الماء أكثر حساسية للتغيرات في الجودة الطيفية للأشعة السينية ذات الجهد الكهربي الكبير من المواد ذات العدد الذري المرتفع مثل الرصاص، حيث يتم رسم طبقة نصف القيمة كدالة لطاقة الفوتون الذروة، كما يبدأ طبقة نصف القيمة من حيث الرصاص في الانخفاض مع زيادة الطاقة إلى ما بعد حوالي 20، هذا لأن معامل التوهين الكتلي للرصاص يتناقص أولاً ثم يزداد مع زيادة الطاقة.
