Linearer Schwächungskoeffizient

Der lineare Schwächungskoeffizient gibt an, welcher Anteil eines Strahlenbündels pro Längeneinheit durch Absorption oder Streuung aus dem ursprünglichen Strahlenbündel entfernt wird. Für ein monoenergetisches Strahlenbündel wird die Intensitätsabnahme durch das Lambert-Beer-Gesetz beschrieben:

$${\displaystyle I=I_{0}\cdot e^{-\mu x}}$$

• ${\displaystyle I}$ = Intensität nach Durchtritt durch das Material
• ${\displaystyle I_{0}}$ = Intensität der einfallenden Strahlung
• ${\displaystyle \mu }$ = linearer Schwächungskoeffizient
• ${\displaystyle x}$ = durchstrahlte Materialdicke

Je größer der lineare Schwächungskoeffizient ist, desto stärker wird die Strahlung abgeschwächt.

Der lineare Schwächungskoeffizient hängt von mehreren physikalischen Eigenschaften ab:

• Photonenergie der Strahlung
• Ordnungszahl des Materials
• Dichte des Materials

Die Abschwächung entsteht durch verschiedene Wechselwirkungen zwischen Strahlung und Materie, insbesondere:

• Photoeffekt
• Compton-Streuung
• Rayleigh-Streuung

Die SI-Einheit des linearen Schwächungskoeffizienten ist m^-1. In der medizinischen Bildgebung werden häufig auch cm^-1 verwendet.

In der Röntgendiagnostik bestimmen unterschiedliche Schwächungskoeffizienten verschiedener Gewebe den Bildkontrast. Knochen besitzen aufgrund ihrer höheren Dichte und Ordnungszahl einen größeren Schwächungskoeffizienten als Weichteile oder Luft. In der Computertomographie (CT) wird die räumliche Verteilung der Schwächungskoeffizienten rekonstruiert. Die gemessenen Werte werden relativ zu Wasser normiert und als CT-Zahlen in der Hounsfield-Skala dargestellt.

Vom linearen Schwächungskoeffizienten zu unterscheiden ist der Massenschwächungskoeffizient, der durch die Dichte des Materials dividiert wird und somit unabhängig von der Materialdichte ist.