Page 20 - Giáo trình môn học Y học hạt nhân xạ trị

Các photon tương tác với nguyên tử của vật chất hoặc chất hấp thụ để tạo ra
những electron có vận tốc cao và theo 3 quá trình chủ yếu: hiệu ứng quang điện;
hiệu ứng Compton và hiện tượng tạo cặp
2.2.1. Hiệu ứng tán xạ đàn hồi
Tán xạ đàn hồi (hình 1.5) còn được biết đến như là quá trình mà bức xạ sóng
điện từ truyền qua, gần với electron và làm cho electron bị dao động. Khi electron
dao động sẽ phát bức xạ có năng lượng đúng với tần số của chùm sóng tới. Chùm
tia-X tán xạ có cùng bước sóng của chùm tia tới. Do vậy sẽ không có sự thay đổi
năng lượng nào xảy ra với sự chuyển động của electron và cũng không có sự hấp
thụ năng lượng nào xảy ra trong môi trường. Chỉ có hiện tượng chùm photon bị
tán xạ theo một góc nhỏ. Tán xạ đàn hồi xảy ra khi chùm photon có năng lượng
thấp và môi trường vật chất có nguyên tử số cao.

Hình 1.5. Hiệu ứng tán xạ đàn hồi

2.2.2. Hiệu ứng quang điện
Hiệu ứng quang điện là hiện tượng trong đó một photon tương tác với
nguyên tử vật chất và đẩy bật ra khỏi nguyên tử một trong những electron quỹ
đạo (hình 1.6). Trong quá trình này, toàn bộ năng lượng hν của photon được
truyền cho electron nguyên tử. Khi đó, động năng của electron bị bật ra (gọi là
quang electron) có giá trị là: hν – E B, ở đây, E B là năng lượng liên kết của
electron. Tương tác loại này có thể xảy ra với những electron trong các lớp vỏ K,
L, M hoặc N.
Sau khi electron bị đánh bật ra khỏi nguyên tử sẽ tạo ra chỗ trống tại lớp vỏ
và nguyên tử sẽ nằm trong trạng thái bị kích thích. Chỗ trống này có thể được lấp
đầy bởi một electron ở quỹ đạo ngoài và kèm theo sự phát ra hoặc các bức xạ đặc
trưng (tia-X) hoặc các electron Auger. Những electron này được sinh ra do hấp
thụ các bức xạ đặc trưng nội tại, gần hạt nhân (các electrron bên trong nguyên
tử). Vì năng lượng liên kết của các electron tại lớp vỏ K trong mô mềm là rất nhỏ,
chỉ khoảng 0,5 KeV nên năng lượng của các bức xạ đặc trưng sinh ra do hấp thụ
về mặt sinh học cũng sẽ rất thấp và có thể xem như sự hấp thụ tại chỗ.
Với chùm photon năng lượng cao hơn và nguyên tử số của môi trường lớn
hơn thì bức xạ đặc trưng sẽ có năng lượng cao hơn và có thể truyền năng lượng
tới khoảng cách xa hơn so với các photon electron. Trong trường hợp này, sự hấp
thụ năng lượng tại chỗ sẽ giảm đi do năng lượng phát ra dưới dạng các bức xạ
đặc trưng (còn gọi là bức xạ huỳnh quang) và được xem là sự hấp thụ từ xa.

20