Рентгеновские фильтры — это металлические пластины, применяемые для получения практически однородного рентгеновского излучения. Тормозное рентгеновское излучение (см.) содержит фотоны всех энергий от максимальной, определяемой приложенным к рентгеновской трубке напряжением, до нуля. При прохождении через рентгеновские фильтры излучение ослабляется неравномерно: количество фотонов малой энергии (длинноволновая часть спектра) уменьшается в большей степени, чем количество фотонов большой энергии (коротковолновая часть спектра). Неравномерность ослабления зависит от материала и толщины рентгеновского фильтра. Фильтрованное излучение содержит относительно большее количество фотонов высокой энергии, становится более жестким.
Материал и толщина рентгеновских фильтров подбираются таким образом, чтобы жесткость рентгеновского излучения при дальнейшей фильтрации менялась незначительно. Такое излучение называется практически однородным по энергии. Оно широко используется в рентгенотерапии и позволяет избежать лучевых ожогов кожи. При глубокой рентгенотерапии используют рентгеновские фильтры из меди, олова, свинца толщиной 0,5—2 мм. Так как эти рентгеновские фильтры испускают более мягкое, характеристическое рентгеновское излучение, после такого фильтра (по ходу пучка) ставят алюминиевый фильтр в 1—3 мм. Для поверхностной рентгенотерапии применяются рентгеновские фильтры из алюминия в 1—4 мм. Рентгеновские фильтры не применяют при лечении лучами Букки. В диагностике используют рентгеновские фильтры из алюминия в 0,5—1 мм.
Рентгеновские фильтры — это пластины из однородного материала, предназначенные для более сильного поглощения мягкой части излучения и получения монохроматического излучения.
Способность поглощения прямо пропорциональна удельному весу материала рентгеновских фильтров, которые ставят на пути рабочего пучка излучения, обычно около самого выходного окна защитного кожуха рентгеновской трубки (см.). Как правило, предусматривается возможность установки различных рентгеновских фильтров.
В рентгенодиагностике применяют рентгеновские фильтры из алюминия. Они поглощают длинноволновую часть излучения, которая, сильно ослабляясь в теле, не достигает экрана для просвечивания или пленки и увеличивает лучевую нагрузку на организм. Толщина применяемого рентгеновского фильтра зависит от величины напряжения на трубке (рис. 1, 1). При правильно выбранной толщине фильтра лучевая нагрузка уменьшается (рис. 1, 2). В защитных кожухах рентгеновских трубок, наполненных маслом, последнее эквивалентно алюминиевому рентгеновскому фильтру толщиной 1—1,5 мм.
Рис. 1. Толщина алюминиевого фильтра в зависимости от напряжения.
В рентгенотерапии в зависимости от напряжения применяют рентгеновские фильтры из меди, алюминия или целлофана. В медных рентгеновских фильтрах возникает мягкое характеристическое излучение, могущее привести к рентгеновскому ожогу кожи. Поэтому медный рентгеновский фильтр всегда прикрывают алюминиевым, поглощающим излучение меди. Рентгеновские фильтры поглощают длинноволновую часть излучения, повышая тем самым его жесткость и относительную глубинную дозу.
На рис. 2 показано ослабление в теле излучения, жесткость которого характеризуется слоем половинного ослабления 0,5 мм (рис. 2, 1) и 2 мм меди (рис. 2,2).
Рис. 2. Относительная глубинная доза в зависимости от глубины тела.
При лучевой терапии радиоактивным кобальтом, дающим практически монохроматическое излучение, рентгеновские фильтры приводят только к уменьшению интенсивности излучения, не меняя характера его распределения в теле. Однако здесь широкое применение находят клиновидные рентгеновские фильтры, которые «перекашивают» дозное поле, создаваемое в облучаемой среде (рис. 3). При многопольном облучении клиновидные рентгеновские фильтры расширяют возможности создания дозных полей нужной конфигурации. Степень перекоса поля зависит от угла схода клина. Эти рентгеновские фильтры изготавливают из тяжелых металлов, включая свинец. Клиновидные рентгеновские фильтры в настоящее время применяют и в рентгенотерапии.
Рис. 3. Дозное поле за клиновидным фильтром.
При источниках, дающих излучение с большой неравномерностью по полю (см. Ускорители заряженных частиц), применяют компенсационные рентгеновские фильтры неравномерной толщины: более толстые в центре и более тонкие по краям. Эти фильтры рассчитывают таким образом, чтобы после прохождения через них поток излучения приобретал необходимую равномерность по полю.
Компенсационные рентгеновские фильтры применяют и при отдельных исследованиях в рентгенодиагностике, например для выравнивания почернения изображения легочных полей и срединной тени. Части потока излучения, образующие изображения легочных полей, заставляют проходить через утолщенные участки специального рентгеновского фильтра, более тонкого на участке потока излучения, образующего изображение срединной тени.