УДК 615.471.03

РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ПУЧКА ИЗЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО АППАРАТА

Петрушанский Михаил Георгиевич1, Петрушанская Елена Владимировна2
1Оренбургский государственный университет, кандидат технических наук, доцент
2Оренбургский государственный университет, студент

Аннотация
Предложен и обоснован метод расчета суммарной фильтрации пучка рентгеновского излучения рентгенодиагностических аппаратов. Приведено выражение для расчета, оценена возможность его применения, выявлены погрешности.

Ключевые слова: первый слой половинного ослабления, рентгеновский аппарат, рентгеновское излучение, суммарная фильтрация пучка рентгеновского излучения, эффективная энергия


CALCULATION-EXPERIMENTAL METHOD FOR DETERMINING THE TOTAL FILTRATION OF THE BEAM OF X-RAY APPARATUS

Petrushansky Michail Georgievich1, Petrushanskaya Elena Vladimirovna2
1Orenburg State University, PhD in Technical Science, Assistant Professor
2Orenburg State University, student

Abstract
Proposed and justified method of calculating the total filtration of the x-ray beam x-ray diagnostic apparatus. Given the calculation expression, evaluated the possibility of its application, the identified error.

Keywords: effective energy, the first layer of half-attenuation, total filtration of X-ray beam, X-ray device, X-ray radiation


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Петрушанский М.Г., Петрушанская Е.В. Расчетно-экспериментальный метод определения суммарной фильтрации пучка излучения рентгеновского аппарата // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 11. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/11/39436 (дата обращения: 30.09.2017).

Величина суммарной фильтрации пучка рентгеновского излучения (СФ), согласно СанПиН 2.6.1.1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований», является одним из основных контролируемых параметров рентгеновских аппаратов [1, 2], поскольку эта величина оказывает существенное влияние на такие качественные характеристики рентгеновского излучения, как первый слой половинного ослабления излучения (СПО) [3, 4], его эффективная энергия [5, 6] и коэффициент пропускания излучения тестовым фильтром [7, 8]. Для нахождения СФ можно воспользоваться методом, согласно которому сначала определяются значения СПО и анодного напряжения рентгеновского аппарата, а затем по известным таблицам, связывающим величины СПО и СФ, производится определение последней [9, 10]. Однако разброс применяющихся в указанном методе табличных сведений достигает 65% [4].

Для уточнения данных о связи СФ, СПО и анодного напряжения рентгеновского аппарата можно воспользоваться полученным в работе [4] выражением, предназначенным для вычисления значения СПО по известным величинам СФ и анодного напряжения рентгеновского аппарата. С помощью этого уравнения по известным значениям СПО и анодного напряжения может быть найдена единственная неизвестная величина СФ.

Для оценки возможности применения полученной формулы были использованы экспериментальные результаты определения значений СПО для разных толщин дополнительных фильтров, представленные в работе [3].

В таблице 1 приведены значения СПО и рассчитанные для них величины СФ при разных значениях анодного напряжения и общей толщины дополнительных алюминиевых фильтров. Действительные значения СФ были получены как суммы толщин дополнительных фильтров (1, 2 или3 ммAl) и СФ для толщины фильтра, равной нулю.

Таблица 1 – Значения СПО и СФ при различных значениях анодного напряжения и толщины дополнительных фильтров

Анодное напряжение, кВ

Толщина фильтров, мм Al

СПО,

мм Al

СФ, мм Al

расчетная

действительная

52,4

0

1,09 ± 0,01

1,43 ± 0,02

1,43 ± 0,02

1

1,59 ± 0,02

2,48 ± 0,05

2,43 ± 0,05

2

1,95 ±0,01

3,43 ±0,03

3,43 ±0,03

3

2,23 ±0,01

4,30 ±0,03

4,43 ±0,03

54,2

0

1,12 ±0,01

1,43 ± 0,02

1,43 ± 0,02

1

1,67 ±0,02

2,53 ± 0,05

2,43 ± 0,05

2

2,02 ±0,01

3,46 ±0,03

3,43 ±0,03

3

2,34 ±0,01

4,42 ±0,03

4,43 ±0,03

61,1

0

1,23 ±0,01

1,45 ± 0,02

1,45 ± 0,02

1

1,82 ±0,01

2,52 ± 0,02

2,45 ± 0,02

2

2,27 ±0,01

3,52 ±0,02

3,45 ±0,02

3

2,64 ±0,01

4,50 ±0,03

4,45 ±0,03

66,0

0

1,32 ±0,01

1,49 ± 0,01

1,49 ± 0,01

1

1,94 ±0,02

2,53 ± 0,04

2,49 ± 0,04

2

2,43 ±0,01

3,54 ±0,02

3,49 ±0,02

3

2,85 ±0,01

4,57 ±0,03

4,49 ±0,03

71,2

0

1,41 ±0,01

1,52 ± 0,01

1,52 ± 0,01

1

2,08 ±0,01

2,58 ± 0,02

2,52 ± 0,02

2

2,57 ±0,01

3,51 ±0,02

3,52 ±0,02

3

3,00 ±0,01

4,47 ±0,02

4,52 ±0,02

76,9

0

1,53 ±0,02

1,58 ± 0,03

1,58 ± 0,03

1

2,22 ±0,01

2,61 ± 0,02

2,58 ± 0,02

2

2,79 ±0,01

3,63 ±0,02

3,58 ±0,02

84,2

0

1,61 ±0,01

1,57 ±0,01

1,57 ±0,01

1

2,41 ±0,02

2,67 ±0,03

2,57 ±0,03

2

3,07 ±0,01

3,77 ±0,02

3,57 ±0,02

91,5

0

1,89 ±0,01

1,79 ±0,01

1,79 ±0,01

1

2,73 ±0,03

2,91 ±0,04

2,79 ±0,04

2

3,46 ±0,02

4,09 ±0,04

3,79 ±0,04

99,1

0

2,01 ±0,02

1,81 ±0,02

1,81 ±0,02

1

2,96 ±0,01

3,00 ±0,01

2,81 ±0,01

2

3,74 ±0,01

4,12 ±0,02

3,81 ±0,02

114,1

0

2,27 ±0,03

1,87 ±0,03

1,87 ±0,03

1

3,39 ±0,01

3,10 ±0,01

2,87 ±0,01

121,2

0

2,41 ±0,04

1,91 ±0,04

1,91 ±0,04

1

3,60 ±0,03

3,14 ±0,04

2,91 ±0,04

Анализ данных таблицы 1 показывает, что большинство расчетных значений СФ отличаются от их действительных значений не более чем на ±4%, и только для величин анодного напряжения, превышающих 80 кВ, максимальное расхождение достигает ±8%. Эти погрешности соответствуют найденным в работе [11].

Кроме того, из таблицы 1 видно, что полученные для одинаковых толщин дополнительных фильтров значения СФ увеличиваются с ростом величины анодного напряжения, что соответствует норме [12].

Итак, получен и опробован расчетно-экспериментальный метод, позволяющий с достаточно низкой для практических применений погрешностью определять значения СФ по известным величинам СПО и анодного напряжения рентгеновского аппарата.


Библиографический список
  1. Петрушанский М.Г. Сравнительный анализ требований государственных стандартов к величинам суммарной фильтрации пучка рентгеновского излучения рентгенодиагностических аппаратов. // Медицинская техника. – 2011. – №5. – С. 11 – 14.
  2. Петрушанский М.Г. Оценка стандартных требований к защите от излучения в рентгеновских аппаратах. // Российский Электронный Журнал Лучевой Диагностики. – 2012. – Т. 2. – №2. – С. 402 – 403.
  3. Петрушанский М.Г. Метод измерения величины слоя половинного ослабления излучения рентгеновских аппаратов. // Медицинская техника. – 2013. – №6. – С. 18 – 20.
  4. Петрушанский М.Г. К вопросу определения первого слоя половинного ослабления рентгеновского излучения. // Медицинская техника. – 2009. – №5. – С. 16 – 18.
  5. Петрушанский М.Г., Корнев Е.А. К определению эффективной энергии смешанного пучка рентгеновского излучения. // Медицинская техника. – 2006. – №2. – С. 46 – 49.
  6. Петрушанский М.Г., Корнев Е.А., Пищухин А.М. Определение погрешности расчета эффективной энергии смешанного пучка рентгеновского излучения. // Медицинская техника. – 2006. – №3. – С. 20 – 22.
  7. Петрушанский М.Г. Расчёт коэффициента пропускания тормозного рентгеновского излучения тестовым фильтром. // Медицинская техника. – 2008. – №6. – С. 27 – 31.
  8. Петрушанский М.Г. Разработка метода спектрального преобразования и  аппаратно-программных средств для измерения параметров излучателей рентгенодиагностических аппаратов: дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. – Москва, 2006. – 129 с.
  9. Петрушанский М.Г. Требования к контролю и методы определения суммарной фильтрации пучка рентгеновского излучения рентгенодиагностических аппаратов. // Медицинская техника. – 2009. – №1. – С. 18 – 21.
  10. Петрушанский М.Г. Методы определения суммарной фильтрации пучка рентгеновского излучения рентгеновских диагностических аппаратов. // Вестник ОГУ. – 2006.– №2. – С. 106 – 108.
  11. Петрушанский М. Г. Экспериментальная проверка метода спектрального преобразования для измерения параметров излучателей рентгенодиагностических аппаратов. // Альманах клинической медицины. – 2008. – №17–1. – С. 366 – 367.
  12. Петрушанский М.Г. Расчет радиационных параметров рентгеновского аппарата по спектру его излучения. // Медицинская техника. – 2012. – №5. – С. 29 – 31.


Все статьи автора «pmg74»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: