RADYASYON FİZİĞİ 3. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Benzer belgeler
Güç kaynağı. Tüp Akımı

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Bölüm 1 Maddenin Yapısı ve Radyasyon. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

RADYASYON FİZİĞİ 2. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

X IŞINLARININ NİTELİĞİ VE MİKTARI

RADYASYON FİZİĞİ 4. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Malzeme muayene metodları

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işınları Absorbsiyon ve saçılma. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

X IŞINLARININ TARİHÇESİ

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 3 : YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK (MEB)

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

X-IŞINI OLUŞUMU (HATIRLATMA)

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ORAL RADYOLOJİ. Radyant enerji : Herhangi bir radyasyon kaynağından yarıçap doğrultusunda yayılan enerjidir.

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

Kasetin arka yüzeyi filmin yerleştirildiği kapaktır. Bu kapakların farklı farklı kapanma mekanizmaları vardır. Bu taraf ön yüzeyin tersine atom

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

6- RADYASYON KAYNAKLARI VE DOZU

Işığın Tanecikli Özelliği. Test 1 in Çözümleri

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

İletken, Yalıtkan ve Yarı İletken

Gamma Bozunumu

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

3- KİMYASAL ELEMENTLER VE FONKSİYONLARI

<<<< Geri ELEKTRİK AKIMI

ELEKTRİK AKIMI Elektrik Akım Şiddeti Bir İletkenin Direnci

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

GEÇĐRĐMLĐ ELEKTRON MĐKROSKOBU

MADDENİN HALLERİ KATI SIVI GAZ SEZEN DEMİR

1. Yarı İletken Diyotlar Konunun Özeti

METRİ HIZLANDIRICILAR. Mehmet YÜKSELY ÇÜ FBE Fizik ABD.

12. SINIF KONU ANLATIMLI

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-2 Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

HIZLANDIRICI FİZİĞİ. Doğru Akım Hızlandırıcıları. Semra DEMİRÇALI Fen Bilimleri Öğretmeni DENİZLİ (TTP-7 Katılımcısı) 05/03/2018

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu Jeneratör ve konsol. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama

DEMOCRİTUS. Atom hakkında ilk görüş M.Ö. 400 lü yıllarda Yunanlı filozof Democritus tarafından ortaya konmuştur.

İstatistiksel Mekanik I

Doz azaltma teknikleri. Süre. Mesafe. Zırhlama. Yapısal Zırhlama 11/18/2015 RADYOLOJİDE ZIRHLAMA. Prof.Dr.Nail Bulakbaşı

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

ELEMENTLERİN SEMBOLLERİ VE ATOM

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİNE GİRİŞ

EGE ÜNİVERSİTESİ DİŞ HEKİMLİĞİ FAKÜLTESİ 4. VE 5. SINIF ÖĞRENCİLERİNİN RADYASYONDAN KORUNMA KONUSUNDAKİ BİLGİ SEVİYELERİNİN ÖLÇÜLMESİ

A A A A A A A A A A A

MONTE CARLO. Prof. Dr. Niyazi MERİÇ. Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Enstitü Müdürü

ATOMUN YAPISI VE PERIYODIK CETVEL

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ. X-Işını Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY

GAMMA VE X - IŞINLARI

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri Elektronik kutuplaşma

X-IŞINLARININ ÖZELLİKLERİ VE ELDE EDİLMELERİ. X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm RÖNTGEN tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir.

2. Bölüm: Diyot Uygulamaları. Doç. Dr. Ersan KABALCI

Kimyafull Gülçin Hoca

Katoda varan pozitif iyonlar buradan kendilerini nötrleyecek kadar elektron alırlar.

Dalton atom modelinde henüz keşfedilmedikleri için atomun temel tanecikleri olan proton nötron ve elektrondan bahsedilmez.

Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sahiptir. Atomda bulunan yükler;

Serbest radikallerin etkileri ve oluşum mekanizmaları

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 5. HAFTA

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri

Kuantum Fiziğinin Gelişimi (Quantum Physics) 1900 den 1930 a

EK KALEM ELEKTRON TÜP TEKNİK ŞARTNAMESİ

OSİLOSKOBUN TANITILMASI VE BİR ALTERNATİF GERİLİM ŞEKLİNİN OSİLOSKOBDA İNCELENMESİ

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

1. Kristal Diyot 2. Zener Diyot 3. Tünel Diyot 4. Iºýk Yayan Diyot (Led) 5. Foto Diyot 6. Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz.

Dijital Görüntüleme Sistemlerinde Radyasyon Dozunun Optimizasyonu

Temel Kavramlar. Elektrik Nedir? Elektrik nedir? Elektrikler geldi, gitti, çarpıldım derken neyi kastederiz?

8.04 Kuantum Fiziği Ders VI

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-4 Kondansatörler ve Bobinler

RADYOTERAPİ CİHAZLARINDAKİ GELİŞMELER. Hatice Bilge

Maddenin Tanecikli Yapısı

Transformatör nedir?

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

ATOM BİLGİSİ Atom Modelleri

6. Osiloskop. Periyodik ve periyodik olmayan elektriksel işaretlerin gözlenmesi ve ölçülmesini sağlayan elektronik bir cihazdır.

SPECT/BT MAYIS 2015 XV ULUSAL MEDİKAL FİZİK KONGRESİ TRABZON

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

GAZALTI TIG KAYNAĞI A. GİRİŞ

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

ATOMUN YAPISI. Özhan ÇALIŞ. Bilgi İletişim ve Teknolojileri

Transkript:

RADYASYON FİZİĞİ 3 Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

X ışın cihazında bulunan güç kaynağının görevleri 1- Filamentin ısınması için düşük voltaj sağlamak 2- Anot ve katot arasında yüksek potansiyel farkı yaratmak X ışını tübü ve 2 adet transformatör, tüb başı adı verilen elektriksel olarak topraklanmış metal bir çerçeve içerisinde bulunur Elektriği yalıtan bir materyal olan yağ, tübü ve transformatörü çevreler

Tüp Akımı Tüp akımı elektronların tüp içinde katot filamentinden anoda ve tekrar katota geri yönlü olan akımını ifade eder Filament transformatörü gelen alternatif akımı filement devresi için 10 Volta düşürür Filament akımı ma (miliamper) ile ayarlanır ve filamentin sıcaklığı ile salınan elektronların sayısını belirler (sıcaklık ve e sayısı doğru orantılıdır)

ma(miliamper) tüp akımını ifade eder ve tipik olarak 10 ma civarındadır Tüp akımı aynı zamanda tüp voltajına da bağlıdır (katot anot arası voltaj artarsa akım da artar Isınan filamentten elektronlar salınır ve filament etrafında negatif şarjlı bir bölge oluşur (negatif şarj arttıkça daha çok elektron salınır) Anodun pozitif yükünün çekimiyle de elektronlar filamentden çekilir (Artan voltaj bu çekimi arttırır)

Tüp Voltajı Elektronlara X ışını oluşturmaları için yeterli enerjiyi kazandırmak ancak katot ve anot arasında yüksek voltaj oluşturmak ile olasıdır X ışınında kullanılan asıl voltaj ototransformatör ile ayarlanır Kilovolt peak (kvp) selektörü kullanılarak ototransformatör araclığıyla, primer voltaj, istenen sekonder voltaja dönüştürülür

Böylece, elektronların pik enerjisi 60-100 kev ye fırlayarak x ışını oluşumu için yeterli enerji sağlanmış olur kvp seçimi anot ve katot arasındaki pik voltajı belirler Seçilen sekonder voltaj, yüksek voltaj transformatörüne uygulanarak gelen akımın 220V olan pik voltajını 60000-100000 V (60-100 kv) ye yükseltir

Hat akımı saniyede 60 döngü (cycle) yapar (anot-target pozitif ve katot-filament negatif) X ışın cihazının çalışma voltajı kvp ile ifade edilir ve devamlı değişir Tüp voltajı arttıkça anoda hareket eden elektronların hızı da artar Voltaj yüksek olursa tragette x ışını oluşumu daha etkin olur Her bir döngünün (cycle) ortasında x ışın intensitesi pik yapar

Her bir döngünün devam eden yarısında (negatif yarısında) filament pozitif ve target negatif olur Bu dönemlerde elektron akımı olmaz ve x ışını oluşmaz Döngünün bu yarısına ters voltaj (inverse voltage) veya (reverse bias) adı verilir Alternatif akımda (AA) 60 cycle (döngü) ile 1/120 saniyelik evrede x ışını oluşur

AA döngüsünün yarısında x ışın oluşumu dental x ışın cihazlarının özelliğidir ve buna self rektifiye veya yarım dalga rektifiye denir Bazı üreticiler, 60 döngülük AA yarım rektifiye konvansiyonel cihazlara alternatif olarak tam rektifiye sabit potansiyelli cihazlar üretmektedir Bu cihazlarda, ortalama x ışın demeti enerjisi daha yüksektir, görüntüler uzun kontrast skalasına sahiptir ve daha düşük ışınlama dozu kullanılır

Timer Timer, yüksek voltaj devresine ışınlama süresini kontrol etmek için yerleştirilmiştir Elektronik timer, tübe yüksek voltaj uygulanan süreyi belirleyerek tüp akımı ve x ışını oluşumu süresini ayarlar Yüksek voltaj uygulanmadan önce filamentin uygun sıcaklığa getirilerek yeterli elektron emisyonu sağlaması gerekir Filamentin sürekli olarak ısıtılması, onun ömrünü kısaltır

Bu durumu önlemek amacıyla, timing devresi aracılığıyla, önce filamente yarım saniyelik bir akım gönderilerek onu uygun sıcaklığa getirdikten sonra yüksek voltaj devresine güç uygulanır Bazı devre dizaynlarında, filamentten sürekli bir düşük düzey akımı geçirilerek filamentin güvenli düşük ısıda tutulması sağlanır ve filamentin öncü ısıtması işlemi nedeniyle kaybedilen zaman kazanılır (bu tür cihazlar, çalışma saatlerinde açık olarak tutulabilir)

İmpuls ve saniye Bazı timerlar, saniye birimi bazıları ise ışınlamadaki impuls sayıları kullanılarak kalibre edilirler İmpuls sayısının 60 a (güç kaynağının frekansı) bölünmesi ile ışınlama (ekspoz) süresinin saniye cinsinden ifadesi bulunur İmpuls sayısının 30 olduğu bir düzenekte ışınlama süresi 30 / 60 = ½ = 0.5 (yarım saniye) olarak hesaplanır

Anotun target bölgesinde oluşan sıcaklık, ısı birimi (heat units, HU) ile belirtilir HU = kvp x ma x saniye Dental radyolojide kullanılan tüplerde kullanılan anodun ısı depolayabilme kapasitesi yaklaşık 20 khu olarak hesaplanmıştır Isı, targetden bakıra, sonrasında ise yağ tabakası ve tüp koruması aracılığı ile atmosfere salınır

Tube rating chart (Tüp rating çizelgesi), x ışını cihazında target materyaline aşırı ısınmadan dolayı zarar verilmeden belli bir kvp ve ma aralığında en uzun süreli ışınlama aralığı olasılığını belirtir (özellikle ekstraoral amaçlı olarak kullanılan dental x ışını cihazlarında dikkate almakta yarar vardır) Duty cycle (Çalışma döngüsü), başarılı ışınlamaların yapılabilmesi için gereken frekansı ifade eder (bu zaman aralığı ısı iletimine olanak vermelidir)

X Işını Oluşumu Filamentten targete doğru hareketlenen yüksek hızlı elektronların çoğu target elektronları ile etkileşime girer ve enerjilerini ısı olarak açığa çıkarırlar Nadiren, elektronlar kinetik enerjilerini bremsstrahlung ve karakteristik radyasyon oluşumu ile x ışını fotonlarına dönüştürürler

Bremsstrahlung Radyasyonu (Frenleme Radyasyonu) Yüksel hızlı elektronların, targetteki tungsten çekirdeği tarafından ani olarak durdurulması ya da yavaşlatılması bremsstrahlung fotonlarını üretir Almanca da bremsstrahlung frenleme radyasyonu anlamına gelir Nadiren, filament elektronları direkt olarak target atomunun çekirdeğine çarparlar (böyle bir durumda elektronun kinetik enerjisi tek x ışını fotonuna dönüşür)

Daha sıklıkla, yüksek hızlı elektronlar atom çekirdeğinin yakınından geçerken etkileşime girerler Elektron, pozitif yüklü çekirdek tarafından çekilir, yönü çekirdeğe doğru değişirken hızının bir kısmını kaybeder Bu yavaşlama, elektronun kinetik enerji kaybına neden olur ve bu kayıp birçok yeni foton olarak açığa çıkar

Yüksek hızlı elektronlar çekirdeğe yakınlaştıkça çekirdek ve elektron arasındaki elektrostatik çekim ile birlikte frenleme etkisi ve fotonların frenleme enerjisi de artar Dental x ışını cihazları 70 kvp pik voltaj ile çalışırlar (voltaj maksimum 70 kvp olacak şekilde, foton enerjileri de maksimum 70 kev olacak şekilde dalgalanmalar gösterirler)

Target ve filament arasında değişen voltaj nedeniyle targete çarpan elektronlar değişen oranda kinetik enerjiye sahiptirler Hızlanan elektronlar tungsten çekirdeğinin yakınından değişik uzaklıklardan geçerlerken farklı oranda yön değiştirirler ve farklı frenleme enerjileri oluşur

X IŞIN TÜPÜNDE PRİMER RADYASYON KAYNAĞI FRENLEME RADYASYONUDUR

Karakteristik Radyasyon X ışın demetindeki fotonların küçük bir kısmı karakteristik radyasyona neden olur Karakteristik radyasyon, gelen elektronun tungsten targetin iç yörüngesinden bir elektronu yerinden fırlatması ile oluşur Böyle bir durumda, dış yörüngedeki bir elektron iç yörüngedeki boşluğu doldurur Bu esnada, her iki yörünge arasındaki bağlanma enerjilerinin farkına eşit miktarda enerjiye sahip bir foton salınır

Karakteristik fotonların enerjileri farklıdır çünkü; orbital seviyeler arasındaki enerji seviye farklarını temsil ederler Target atomlarının enerji düzeyleri ile karakterizedirler Farklı atomların farklı yörüngelerinde enerji düzeyleri değişkenlik gösterir Oluşan fotonların enerjileri target atomuna özgüdür bu yüzden karakteristik radyasyon adı verilir

X Işın Demetini Kontrol Eden Faktörler X ışın demetinin modifikasyonu 1- Işınlama süresi (timer) 2- ma 3- Enerji (kvp ve filtrasyon) 4- Demetin şekli (kolimasyon) 5- Yoğunluk (target hasta mesafesi)

Ekspoz süresi Işınlama (Ekspoz) süresini değiştirmek oluşan fotonların sayısını arttırır Işınlama süresi iki kat arttırıldığında, tüm enerji düzeylerindeki x ışın emisyonunda oluşan fotonların sayısı ikiye katlanır ancak foton enerji aralığı değişmez

Tüp Akımı (ma) Oluşan radyasyonun miktarı (hasta ve reseptöre ulaşan foton sayısı) tüp akımı (ma) ve süre ile doğru orantılıdır ma artarsa filamente daha çok güç gider ve ısı artışıyla birlikte daha çok elektron salınımına neden olur Oluşan radyasyon miktarı zaman ve tüp akımı ile ifade edilir

ma 1 x s 1 = ma 2 x s 2 mas değişmez

Bir x ışını cihazının 10 ma ve 1 saniye (10 ma) ile çalışması ile oluşan radyasyon miktarı ile 20 ma ve 0.5 saniye (10 ma) ile çalışması ile oluşan radyasyon miktarı aynıdır Işın kantitesi (miktarı) veya ışın intensitesi (şiddeti-yoğunluğu) x ışınındaki foton sayısını ifade eder

Tüp Voltajı kvp artışı katot-anot arası potansiyel farkını arttırarak elektronların targete çarpma enerjisini de arttırır Böylece, elektron enerjisinin x ışını fotonlarına daha etkin dönüşümü sağlanır Foton sayısı, fotonların ortalama enerjileri ve fotonların maksimum enerjileri de artar

X ışın fotonlarının maddeye penetre olabilme yetenekleri enerjilerine bağlıdır Yüksek enerjili fotonlar maddeye daha iyi penetre olurken düşük enerjililer daha kolay absorbe edilir Yüksek kvp ve yüksek ortalama foton enerjisi maddeye penetrasyonu arttırır X ışın demetinin penetrasyon kalitesini ifade etmenin faydalı bir yöntemi half value layer (yarım değer tabakası) olarak bilinir

Yarım değer tabakası aluminyum gibi absorbe edici bir metalin içinden geçen fotonları yarıya indirebilmesi için gerekli olan metal kalınlığı olarak ifade edilir X ışının ortalama enerjisi artarsa yarım değer tabakası da artar Işın kalitesi, x ışınının ortalama enerjisini ifade eder

X ışınının penetrasyon gücü ışının deliciliğini ifade eder Dalga boyu azalırsa, frekans ve delicilik artar = kvp = delicilik = kvp = delicilik

X ışın cihazlarında ışınlama süresi, ma, ve kvp gibi 3 adet değişken bulunur Bazı cihazlarda akım ve/veya voltaj sabittir Eğer ayarlama olanağı varsa en yüksek ma seçilerek ışınlama süresi düşürülmeli ve her zaman o şekilde kullanılmalı Eğer kvp ayarlanıyorsa 70 kvp ye ayarlanıp öyle kullanılmalı Böylece, sadece ışınlama süresi değiştirilerek hastaya ve anatomik lokasyona bağlı değişiklikler yapılabilir