Calculul timpului de expunere

Unul din factorii cei mai importanti in obtinerea imaginii radiografice corecte este timpul de expunere sau de iradiere. Aceasta, impreuna cu intensitatea fasciculului de radiatii sau cu activitatea sursei, determina cantitatea de energie ce trebuie sa cada pe film in scopul obtineri innegririi optime pentru o sursa de radiatii data.

Din legea atenuarii exponentiale a radiatiei gamma se deduce ca intensitatea fasciculului de radiatii scade proportional cu patratul distantei . In cazul radiografiei se intelege ca este vorba de distanta dintre sursa de radiatii si film.

Expunerea (energia ce cade pe film) va depinde si ea de factorii de mai sus fiind direct proportionala cu intensitatea sursei si cu timpul de iradiere si invers proportionala cu patratul distantei sursa-film.

Un mod destul de utilizat pentru determinarea timpului de expunere se bazeaza pe expresia dozei de radiatii obtinuta in urma iradierii. Doza de radiatii ce cade pe film determina o innegrire mai mare sau mai mica a filmului si este direct proportionala cu timpul de iradiere.

Din dozimetria radiatiilor se stie ca expresia generala a dozei ce ia nastere in urma iradierii este:

D = (1/100)*(μ_a/p_a)*(Λsω_pt/4πF²)*e^-μx (III.1)

sau simplificat:

D = (Λ k₇t/F²)*e^-μx (III.2)

unde:          D - doza de radiatii ce ia nastere la distanta F roentgeni,

Λ - activitatea sursei (mCi),

k - constanta de ionizare a radiatiei emise de sursa (R/(hmCicm),

e - distanta sursa-film (cm),

μ - coeficientul de atenuare liniar al materialului pentru radiatiadata (cm^-1)

x - grosimea materialului (cm),

t - timpul de expunere (iradiere) (h).

Se poate deduce timpul de expunere cunoscand valoarea dozei necesare pentru obtinerea innegririi optime:

t = (DF²)/(Λk₇)*e^μx (III.3)

Doza de radiatii necesare obtinerii unei innegriri optime, 1,5-2, este o caracteristica a fiecarui film si este fabricant. Aceasta doza se poate deduce trasand curba caracteristica a filmului.

Alt mod de determinare a timpului de expunere este cel in care se tine seama de expresia expunerii la o distanta focala data pentru un radioizotop dat:

E₀ = Λt/F² (III.4)

unde:        E0 - expunerea prin aer (Cih/cm²),

t - timpul de expunere (h),

F - distanta focala (cm),

Λ - activitatea sursei (Ci).

Daca in fasciculul de radiatii se intercaleaza piesa de controlat, atunci expunerea necesara obtinerii densitatii optime de innegrire este:

E = E₀*e-μx (III.5)

unde:             E - expunerea prin obiect,

E0 - expunerea prin aer (directa),

x - grosimea piesei,

μ - coeficientul de atenuare liniar al sursei in materialul dat.

Prin urmare, timpul de expunere se determina astfel:

se ia din curba caracteristica a filmului utilizat expunerea E₀ pentru obtinerea unei innegriri optime;

se ia din tabele coeficientul de atenuare liniar al radiatiei folosite pentru materialul dat si cu valoarea lui E₀ se calculeaza E;

se tine seama de activitatea sursei si de distanta focala F;

se introduce expresia lui E₀ in relatia lui E, apoi se afla usor timpul de expunere.

C.Brechet da urmatoarea relatie pentru calculul timpului de expunere :

D = (I/A)*(IT/F²) * e^-x/d1/2 = (I/A)*(IT/F²)* e^-μx (III.6)

unde:      D - densitatea de innegrire,

T - timpul de expunere,

I - activitatea sursei,

x - grosimea piesei,

μ- coeficientul de atenuare liniar = 0,693/d_1/2^,

d_1/2 - grosimea de injumatatire,

A,α - coeficienti caracteristici filmului folosit.

1 DIAGRAME DE EXPUNERE

Rolul acestora este de a pune sub o forma cat mai simpla dependenta factorilor de expunere astfel incat sa se poata determina usor oricare din ei cunoscandu-i pe ceilalti. Practic, diagramele de expunere creeaza posibilitatea determinarii timpului de expunere cand se cunoaste natura si activitatea sursei, distanta focala si grosimea materialului.

In anexa 1 este prezentata diagrama de expunere pentru iradierea pieselor din Fe cu surse de radiatie gamma: Ir¹⁹²