[Ex] Added Filter

주요 개념

Added Filter :

X선관 하우징과 콜리메이터 사이에

알루미늄(Al)이나 구리(Cu) 같은 금속 판을 추가로 삽입하여

환자(촬영대상)의 피폭량만 늘리고, 영상에 기여하지 않는 낮은 에너지 X선을 흡수하는 과정.

 

mmAl/Eq(알루미늄 등가 두께, mm Al equivalent) : 

X선 물질이 방사선을 흡수하고 차단하는 능력을

X선 흡수 효율이 뛰어난 순수 알루미늄의 두께(mm)로 환산하여 나타낸 표준 단위

 

Fundamental (Photon) Attenuation Law

두께가 x cm인 단일 linear attenuation coefficient 의 물질을 photon이 통과시

initial intensity $I_0$가 얼마나 감쇠하여 transmitted intensity $I$가 되는지를 나타냄

$$I=I_0 e^{-\mu x}$$

2026.08.05 - [정리필요./방사선 계측] - Fundamental Photon Attenuation Law

Fundamental Photon Attenuation Law

 

Mass attenuation coefficient (물질의 속성으로 기재)

감쇠정도를 계산할 때 사용되는 linear attenuation coefficient를 density ($\rho$)로 나눈 값: 단위 $\text{cm}^2/g

물질의 물리적 상태(고체, 액체, 기체)나 밀도 변화에 영향을 받지 않고

방사선 광자가 원자들과 상호작용하여 감쇠되는 순수한 확률을 나타내는 척도

https://dsaint31.tistory.com/182#%EC%A7%88%EB%9F%89%EA%B0%90%EC%87%A0%EA%B3%84%EC%88%98%20(Mass%20attenuation%20coefficient)-1-2

방사선 관련 단위 (물질과 상호작용) : 감쇠계수 (attenuation coefficient)

 

Cooper Filter 사용 시 유의점.

X-ray를 Copper filter로 저에너지 X-ray를 차단할 경우,
Cu K-edge(약 8.98 keV)보다 높은 에너지의 입사 X-ray가
구리의 K-shell 전자를 제거하면서 발생시키는 characteristic X-ray도 고려해야 함.

구리의 characteristic X-ray는 Kα 약 8.05 keV, Kβ 약 8.91 keV임.
이를 흡수하기 위해 Copper filter 뒤에 Al filter를 추가함.

0.5 mm Al에서 Kα는 약 99.9%, Kβ는 약 99% 감쇠하며, 1 mm Al에서는 두 선 모두 약 99.99% 이상 감쇠함.

 

다음글에서 Characteristic X-ray를 참고: 2022.05.17 - [.../Physics] - [Physics] Interaction: Photo-electric Effect (광전효과)

[Physics] Interaction: Photo-electric Effect (광전효과)

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문제

특정 monochromatic X-ray 에 대한 Mass attenuation coefficient 와 각 물질의 Density 가 다음과 같을 때, Copper filter 로 3.0 mmAl/Eq 를 구현하기 위해 필요한 두께를 계산하시오.

• 알루미늄: Mass attenuation coefficient = 0.40 cm²/g, Density = 2.70 g/cm³
• 구리: Mass attenuation coefficient = 2.70 cm²/g, Density = 8.96 g/cm³

Option: Copper filter 사용 시 필요한 추가적 조치를 기재하시오.

 

https://youtu.be/1PAnxJGum6E