معامل الامتصاص الكتلي Mass Attenuation Coefficient (μ_P)

وجد من المناسب أحياناً أن يعطي السمك (x) بوحدات كثافة السمك أي كجم لكل متر مربع (أو مشتقات هذه الوحدة). وبالتعويض في معادلة (1) نجد أن وحدة μ الآن هي متر مربع لكل كجم (أو مشتقات هذه الوحدة).

(1).........

وحيث أن هذه الوحدة تنتج من حاصل قسمة معامل الامتصاص الخطي على كثافة المادة فإننا سنطلق على معامل الامتصاص في هذه الحالة : معامل الامتصاص الكتلي ويرمز له بالرمز μ_P حيث:

(2)     ........... 

حيث p هي كثافة المادة الممتصة.

لاحظ أن التوهين الناتج لشدة وطاقة أشعة γ عند مرورها في مادة ما ينتج عن مجموعة تفاعلات أشعة γ مع المادة وبصورة رئيسية لتفاعلات: التأثير الكهروضوئي وتأثير كمبتون وإنتاج الأزواج. ومن ثم فإن معامل الامتصاص (التوهين) الكلي الناتج سينتج عن مجموع هذه سوياً أي أن:

(3).........

حيث μ_Tot هي معامل التوهين (الامتصاص) الكلي.

μ_ph هي معامل الامتصاص الناتج عن التأثير الكهروضوئي.

_compμ هي كمية معامل الامتصاص الناتج عن تأثير كمبتون.

μ_p.p هي معامل الامتصاص الناتج عن إنتاج الأزواج.

وقد تم حساب لهلم لكثير من المواد وعند طاقات مختلفة لأشعة γ وتم جدولة هذه البيانات ورسمها. ونوضح في الشكل (1) هذه المعاملات لكل من الهواء والماء والألمنيوم وغيرها من المواد المهمة.

لاحظ أن الشكل (1 .ب) يعطي معامل الامتصاص للأشعة في الماء وذلك يكافىء أيضاً معامل الامتصاص النسيج الحي تقريباً (وذلك لأن النسيج الحي يتكون في معظمه من الماء).

في الشكلين (1. أ، ب) لاحظ أن: C.a μ_P ترمز إلى معامل الامتصاص الناتج عن امتصاص كمبتون أما C.s μ_P فترمز إلى معامل الامتصاص

الشكل (1) ب - معامل الإضعاف الكتلي الكلي لأشعة γ في الماء والنسيج الحي. الناتج عن تشتت كمبتون. كما ويرمز μ_P R إلى معامل الامتصاص الناتج عن تشتت رالي. من الشكل (1. ه) نلاحظ أن معامل الأضعاف الكتلي لمعظم المواد ياخذ قيمة واحدة تساوي تقريباً 0.5 (سم²/ جم) وذلك لمدى الطاقة الواقع بين 1-2 م. أ. ف. ومن ثم نستطيع أن نستنتج علاقة بسيطة

لحساب (μ_P) لمعظم المواد بدلالة كثافتها حيث :

(4) .......

حيث (P) كثافة المادة.

لاحظ هنا أن هذه العلاقة صحيحة عندما تقع طاقات أشعة γ بين 2،1 م.أ.ف.

يبين الشكل (2) مسار أشعة γ في مادة ما. حيث تتضح لنا قدرة الاختراق العالية لإشعاع γ وذلك لأن معدل فقد الطاقة الخطي LET أي Linear Energy Transfer لهذه الأشعة صغير. كما يتضح لنا احتمالات التفاعل الكثيرة لهذه الأشعة مع المادة وما ينتج عن ذلك.

الشكل (2)