Broad beam attenuation measurements in lead in kilovoltage X-ray beams

Broad beam attenuation is dependent on several parameters, such as the beam energy, thickness of attenuator, distance between the detector and attenuating material, atomic number of the attenuator, and the size and the volume of the ionization chamber. Lead is a common shielding material and hence the lead attenuation was studied in the context of the distance between detector and attenuating material and the chamber volume. Lead sheets of size 30×30 cm2 and high purity and precise thickness of 0.1 mm to 4.5 mm were used for the broad beam attenuation measurements of X-ray beams from a Philips Super 80CP unit with the range of 50 kVp–125 kVp. Six different chambers of 6 cm3, 15 cm3, 60 cm3, 150 cm3, 180 cm3 and 600 cm3 volume from two manufacturers were used. The source to the attenuator distance was kept constant at 1 m and the distance between ionization chamber and attenuating material (Pb) was varied in the range of 0–20 cm. The results show that the broad beam attenuation depends on the distance between chamber and attenuating material for each kV and ionization chamber volume. Shorter distances between chamber and attenuating material provide higher transmission. The attenuation differences were more pronounced at lower transmission values (<10–3). The choice of the detector was shown not to be a critical factor except for the large volume of the 600 cm3 ionization chamber. In conclusions, broad beam attenuation measurements used for shielding calculation is relatively independent on the measuring devices except for a very large ion chamber. However, the distance between the attenuator and the detector is critical for the accuracy of attenuation measurements especially for smaller transmission values, which are most critical for public exposure.

ZusammenfassungDie Schwächung im breiten Strahlenbündel ist von mehreren Parametern abhängig: von der Strahlenenergie, der Dicke des Schwächungsmaterials, dem Abstand zwischen Detektor und Schwächungsmaterial, der Ordnungszahl des Schwächungsmaterials und der Größe der Ionisationskammer. Blei ist ein übliches Schwächungsmaterial. Deshalb wurde die Schwächung von Blei untersucht in Abhängigkeit von der Distanz zwischen Detektor und Schwächungsmaterial sowie vom Kammervolumen. Die Schwächungsmessungen erfolgten im breiten Strahlenbündel an Bleiplatten der Größe 30×30 cm2 mit einer hohen Reinheit und genauer Dicke von 0,1 bis 4,5 mm mit Röntgenstrahlen von einem Philips-Gerät (Super 80CP) im Bereich von 50 bis 125 kVp. Sechs verschiedene Ionisationskammern mit einem Volumen von 6 cm3, 15 cm3, 60 cm3, 150 cm3, 180 cm3 bzw. 600 cm3 von zwei verschiedenen Herstellern wurden verwendet. Die Distanz zwischen Ionisationskammer und Schwächungsmaterial (Pb) variierte zwischen 0 und 20 cm. Die Resultate zeigen, dass die Schwächung im breiten Strahlenbündel von der Distanz zwischen Kammer und Schwächungsmaterial abhängt, je nach kV und Kammervolumen. Kürzere Distanzen zwischen Kammer und Schwächungsmaterial ergeben höhere Transmissionen. Die Schwächungsunterschiede sind ausgeprägter bei tiefen Transmissionswerten (<10−3). Die Wahl des Detektors ist kein kritischer Faktor, außer bei einem großen Volumen der Ionisationskammer von 600 cm3. Somit sind Schwächungsmessungen im breiten Strahlenbündel, die für Abschirmberechnungen benutzt werden, relativ unabhängig von der Messeinrichtung, außer bei einer großen Ionisationskammer. Jedoch ist die Distanz zwischen Schwächungsmaterial und Detektor kritisch für die Genauigkeit der Schwächungsmessungen, speziell bei kleinen Transmissionswerten, welche äußerst kritisch sind bei allgemeiner Exposition.