Luận văn Xác định phân bố liều bức xạphoton ở lối ra của máy gia tốc primus – siemens dùng trong xạ trị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ------------------------- NGUYỄN THỊ THU HÀ XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ LIỀU BỨC XẠ PHOTON Ở LỐI RA CỦA MÁY GIA TỐC PRIMUS – SIEMENS DÙNG TRONG XẠ TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Thành phố Hồ Chí Minh - 2010 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian thực hiện, Bản Luận văn “Xác định phân bố liều bức xạ photon ở lối ra của máy gia tốc Primus Siemen dùng trong xạ trị” đã được hoàn thành Với tình cảm đặc biệt chân thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Bùi Văn Loát - Trường Bộ môn Vật Lý Hạt nhân - trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội, thầy đã tận tình, trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện Luận Văn này. Em cũng xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, nhân viên trong khoa Xạ Trị bệnh viện K- Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian thực tập tại bệnh viện Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô giáo khoa Vật Lý, khoa KHCN - Sau Đại học Trường Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn em trong quá trình học tập tại trường. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài. Dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện, song Luận Văn khó tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô, bạn bè và những người quan tâm. T.P. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2010 Học viên Nguyễn Thị Thu Hà MỞ ĐẦU Ngay sau khi khám phá ra tia X của Roentgen năm 1895, trong quá trình khởi đầu của kỹ thuật xạ trị, công nghệ phát tia xạ ban đầu chú trọng vào việc tạo ra cường độ và năng lượng chùm electron và photon cao hơn. Trong suốt năm mươi năm đầu phát triển kỹ thuật xạ trị, công nghệ xạ trị phát triển khá chậm chạp và chủ yếu dựa trên ống phóng tia X. Phát minh về thiết bị điều trị từ xa Cobalt- 60 của H.E. Johns vào đầu những năm năm mươi của Thế kỉ XX đã tạo nên bước phát triển lớn trong việc tìm kiếm những nguồn photon năng lượng lớn hơn và thiết bị Cobalt- 60 đã được đặt lên vị trí hàng đầu trong một số năm. Trong thời gian đó, máy gia tốc tuyến tính cũng được nghiên cứu phát triển và nhanh chóng chiếm ưu thế so với thiết bị Cobalt- 60. Cho đến nay máy gia tốc dùng trong xạ trị đã phát triển qua năm thế hệ với độ phức tạp ngày càng tăng và trở thành nguồn bức xạ được sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật xạ trị hiện đại hiện nay. Với thiết kế nhỏ gọn và hiệu quả, máy gia tốc tuyến tính rất linh hoạt trong sử dụng, cung cấp các nguồn tia X megevolt hoặc electron cho điều trị với một dải năng lượng rộng đáp ứng được yêu cầu hiện nay. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, các máy gia tốc dùng trong xạ trị đều được kết nối với hệ điều khiển tự động. Quá trình chiếu được điều khiển tự động từ hệ máy tính trung tâm cho phép điều chỉnh năng lượng của chùm electron và photon phát ra và kiểm soát được liều và suất liều phát ra. Hiện nay bệnh ung thư đang là một trong những bệnh nguy hiểm với mức độ phát triển rất nhanh trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Do đó, việc chẩn đoán và điều trị ung thư có vai trò vô cùng quan trọng trong chương trình Phòng chống ung thư ở mọi quốc gia. Và việc trang bị thiết bị điều trị, lựa chọn phác đồ, phương pháp điều trị thích hợp là rất cần thiết. Có ba phương pháp điều trị ung thư cơ bản - các phương pháp này có thể áp dụng riêng rẽ hoặc kết hợp với nhau để đạt hiệu quả điều trị cao nhất:  Phẫu thuật  Xạ trị  Hóa trị Trong đó xạ trị là một phương pháp rất hiệu quả, đã và đang phát triển trên toàn thế giới và tại Việt Nam. Xạ trị có thể được thực hiện điều trị đơn thuần hoặc kết hợp với phẫu thuật và hóa trị để loại bỏ hoàn toàn khối u, góp phần làm giảm các triệu chứng đau đớn trên cơ thể người bệnh. Phương pháp xạ trị hiện đại và phổ biến trên thế giới hiện nay là xạ trị chiếu ngoài sử dụng máy gia tốc tuyến tính – đây là phương pháp rất hữu hiệu trong điều trị ung thư. Tháng 1 năm 2001, Bệnh viện K- Hà Nội được trang bị hệ thống máy gia tốc tuyến tính Primus thế hệ mới nhất với nhiều ưu điểm nổi bật của hãng Siemens - một trong những hãng sản xuất thiết bị y tế tốt nhất thế giới. Hiện nay trên cả nước đã có thêm một số cơ sở khác cũng đã sử dụng máy gia tốc trong xạ trị trị như bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Đa khoa Đà Nẵng…Phương pháp xạ trị từ xa sử dụng máy gia tốc hiện đang có xu hướng phát triển mạnh ở nước ta. Một trong các nguyên tắc cần phải đảm bảo trong điều trị bằng tia xạ nói chung và xạ trị bằng chùm photon phát ra từ máy gia tốc nói riêng là liều bức xạ phải tập trung và đồng đều tại khối u và giảm thiểu tối đa liều tại các tổ chức lành bao quanh khối u. Để có thông tin chính xác trong việc tính toán liều chiếu và hình học chiếu cần phải biết dạng phân bố liều chiếu tại khu vực xung quanh khối u. Xác định liều hấp thụ và phân bố liều của chùm bức xạ phát ra từ máy xạ trị là việc làm hằng tuần của các kỹ sư Vật Lý trong Khoa Xạ Trị tại các cơ sở y tế có điều trị ung thư bằng tia phóng xạ. Ngoài ra kết quả thu được về phân bố của liều chiếu của chùm bức xạ photon phát ra từ máy gia tốc cho biết rõ hơn cơ chế tương tác của electron với vật chất và cơ chế sinh bức xạ hãm khi chùm electron được gia tốc tương tác với vật chất. Để nâng cao hiệu quả việc điều trị bệnh ung thư bằng chùm photon phát ra từ máy gia tốc electron, ở đầu ra của máy gia tốc xạ trị, người ta sử dụng colimator đa lá để định dạng kích thước của chùm bức xạ photon và gạt bỏ phần phổ bức xạ hãm có năng lượng thấp. Vì vậy, theo quy ước, người ta lấy thế gia tốc chùm electron tạo ra chùm photon để chỉ mức năng lượng của chùm photon tương ứng. Cụ thế đối với máy gia tốc xạ trị ở Bệnh viện K, chế độ phát chùm photon có 2 mức ứng với thế gia tốc là 6 MV và 15MV, tương ứng ta thu được chùm photon 6MV và 15MV. Bản Luận văn: “ Xác định phân bố liều bức xạ photon ở lối ra của máy gia tốc PRIMUS - Siemens dùng trong xạ trị” có nhiệm vụ: - Tìm hiểu cơ chế tương tác của chùm bức xạ photon với vật chất và ứng dụng của bức xạ photon trong điều trị bệnh ung thư. - Tìm hiểu cơ chế sinh bức xạ hãm khi chùm electron được gia tốc tương tác với bia nặng và đặc điểm chùm bức xạ photon phát ra từ máy gia tốc tuyến tính PRIMUS dùng trong xạ trị tại Bệnh viên K. - Xác định bằng thực nghiệm phân bố liều hấp thụ của chùm bức xạ photon năng lượng 6 MV và 15 MV tại điểm cách bia (nguồn) 100cm, ứng với vị trị bệnh nhân nằm điều trị với kích thước trường chiếu khác nhau, từ đó đánh giá sự đồng liều hấp thụ tại khối u. Ngoài phần mở đầu và kết luận, Bản Luận văn được chia thành ba chương: Chương 1: Phương pháp xạ trị dùng tia gamma. Chương này trình bày cơ sở vật lý và sinh học của xạ trị dùng bức xạ photon, quá trình tương tác của bức xạ photon với vật chất và với các cơ thể sống, tác dụng sinh học của bức xạ, các đơn vị đo liều lượng bức xạ. Chương 2: Máy gia tốc Primus- Siemens dùng trong xạ trị. Chương này trình bày ngắn gọn về nguyên lý hoạt đồng và sơ đồ cấu tạo của máy gia tốc dùng trong xạ trị, cơ chế lấy chùm bức xạ photon từ máy gia tốc electron để phục vụ việc điều trị bệnh ung thư. Chương 3: Xác định bằng thực nghiệm: - Phân bố liều chiếu bức xạ photon theo khoảng cách. - Phân bố liều của chùm bức xạ photon năng lượng 6 MV và 15 MV trên các mặt phẳng vuông góc với trục của chùm bức xạ ở ngoài không khí và trong phantom, từ đó đánh giá sự đồng liều hấp thụ tại khối u. - Xây dựng đường cong liều sâu phần trăm hay đồ thị phân bố liều hấp thụ tương đối theo chiều sâu trong phantom nước, từ đó thấy hiệu quả của việc điều trị các khối u sâu dùng chùm photon. CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ DÙNG TIA GAMMA 1.1 . TƯƠNG TÁC CỦA ELECTRON VỚI VẬT CHẤT Khi chùm bức xạ bêta đi trong môi trường chúng tương tác với các nguyên tử của môi trường và mất dần năng lượng của mình do hai quá trình chủ yếu là ion hóa do va chạm và phát bức xạ hãm. Sự mất năng lượng do va chạm là kết quả tán xạ không đàn hồi của bức xạ bêta với electron nguyên tử của môi trường. Khác với hạt nặng tích điện, bức xạ bêta có khối lượng bằng khối lượng electron, do đó sau mỗi lần tương tác với electron nguyên tử của môi trường, hạt bêta có thể mất phần lớn năng lượng của mình. Ngoài ra, góc tán xạ biến đổi từ 00 đến 1800. Đường đi của hạt bêta trong môi trường là đường zic-zắc. Trên đường đi năng lượng của bức xạ bêta giảm dần nên vận tốc của nó cũng giảm dần. Hạt bức xạ bêta chuyển động có gia tốc. Bức xạ bêta chuyển động có gia tốc trong trong trường Coulomb của hạt nhân và trường Coulomb của electron. Theo điện động lực học cổ điển, bức xạ bêta sẽ phát bức xạ hãm. Xác suất phát bức xạ hãm càng lớn khi khối lượng của hạt càng nhỏ, năng lượng càng lớn và nguyên tử số của môi trường càng tăng. Độ mất mát năng lượng riêng do phát bức xạ trên một đơn vị đường đi của bức xạ bêta được [6] xác định theo công thức sau : radCoul dx dE dx dE dx dE        Trong đó    dx dE , Couldx dE    , raddx dE    tương ứng là độ mất mát năng lượng tổng cộng, độ mất mát năng lượng do ion hóa và do phát bức xạ hãm tính trên một đơn vị đường đi. Tùy theo năng lượng của bức xạ bêta và nguyên tử số của môi trường các quá trình mất mát năng lượng do ion hóa hoặc do phát bức xạ hãm thể hiện ở mức độ khác nhau. 1.1.1. Sự mất mát năng lượng của bức xạ bêta do ion hóa và kích thích môi trường Khi đi trong môi trường, do tương tác Coulomb với các electron của nguyên tử môi trường, hạt bêta truyền năng lượng của mình cho các electron. Nếu eletron nhận được năng lượng lớn hơn thế năng ion hóa, nó sẽ bay ra khỏi nguyên tử, kết quả một cặp ion-electron được tạo thành. Nguyên tử bị ion hóa. Ngược lại nếu năng lượng mà electron nhận được nhỏ hơn thế năng ion hóa của nguyên tử, electron nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Quá trình này gọi là sự kính thích nguyên tử môi trường. (1.1) Sau mỗi lần tán xạ không đàn hồi của electron, nó có thể mất một phần đáng kể năng lượng của mình. Do khối lượng của bêta bằng khối lượng của electron, nên sau mỗi lần va chạm, xác suất để bức xạ bêta mất một nửa năng lượng của mình là lớn nhất. Độ mất mát năng lượng của bức xạ bêta trên một đơn vị đường đi được [6] xác định theo công thức Bethe-Bloch:        Z CkP cm kk A ZcmrN dx dE V e eeA Col  )()/1(2 )1(ln1.......2 2 2 2 22 trong đó: NA là số Advogadro, re, me là bán kính cổ điển tính ra cm và khối lượng của electron; Z, A là điện tích và số khối của môi trường,  là mật độ khối của môi trường; c v với v là vận tốc của hạt bêta và c là vận tốc ánh sáng, k là động năng của hạt bêta tính trong đơn vị mec2, , Cv là hệ số hiệu chỉnh hiệu ứng mật độ và hiệu ứng vỏ; F(k) là hàm của động năng. Hàm F(k) có dạng sau: 2 2 2 )1( 2ln).12( 81)(    k kk kF  Với bức xạ bêta có năng lượng xác định, độ mất năng lượng trên một đơn vị đường đi tỉ lệ thuận với mật độ của môi trường. Với môi trường xác định, độ mất mát năng lượng trên một đơn vị đường đi giảm dần, sau đó đạt giá trị hầu như không đổi. Khi năng lượng của bức xạ bêta nhỏ, sự mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm nhỏ hơn độ mất mát năng lượng do ion hóa. Tuy nhiên khi năng lượng của bức xạ bêta tăng, độ mất mát năng lượng do ion hóa và kích thích môi trường giảm dần, còn độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng dần. Đến giá trị năng lượng đủ lớn, độ mất mát năng lượng của bức xạ bêta do phát bức xạ hãm chiếm ưu thế. 1.1.2. Độ mất mát năng lượng của bức xạ bêta do phát bức xạ hãm Khi chuyển động trong điện trường của hạt nhân, bức xạ bêta có thể thu được một gia tốc lớn. Gia tốc của hạt tích điện thu được tỉ lệ với điện tích của hạt nhân và tỉ lệ nghịch với khối lượng của nó. Theo điện động lực học cổ điển, khi một hạt tích điện chuyển động có gia tốc, thì nó sẽ phát ra bức xạ điện từ, được gọi là bức xạ hãm. Phổ bức xạ hãm là phổ liên tục, có năng lượng từ 0 đến năng lượng cực đại bằng năng lượng của hạt tích điện . Độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm trên một đơn vị đường đi được [6] xác định theo công thức :        )( 3 1 . 2ln.....4 2 022 0 Zfcm ErZEN dx dE e e rad  (1.2) (1.3) (1.4) trong đó N là số nguyên tử môi trường trong một đơn vị thể tích; E0 là động năng của electron, 137 1 là hằng số cấu trúc tinh tế, me là khối lượng nghỉ của electron; Z là điện tích của hạt nhân. Độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng theo hàm logarit tự nhiên của năng lượng. Khi năng lượng tăng độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng theo, trong khi đó, độ mất mát năng lượng do ion hóa hầu như không đổi. Khi năng lượng của electron cỡ vài MeV trở lên, mối liên hệ giữa độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm và do ion hóa được xác định theo công thức sau: 800 EZ dx dE dx dE col rad        Từ công thức (1.2) và (1.4) nhận thấy, độ mất mát năng lượng trên một đơn vị đường đi của electron phụ thuộc vào nguyên tử số của chất hấp thụ. Với một môi trường hấp thụ cho trước, khi năng lượng nhỏ, độ mất mát năng lượng do ion hóa và kích thích môi trường chiếm ưu thế, tại đó, tỉ số giữa độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm và do ion hóa nhỏ hơn đơn vị. Khi năng lượng tăng, tỉ số này tăng dần. Đến một giá trị năng lượng gọi là năng lượng tới hạn Ec khi đó độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm bằng độ mất mát năng lượng do ion hóa. Tại năng lượng tới hạn E=EC, ta có: colrad dx dE dx dE      Năng lượng tới hạn Ec phụ thuộc vào điện tích của hạt nhân hay chính xác phụ thuộc vào nguyên tử số của môi trường. Từ biểu thức (1.5) nhận thấy: Nguyên tử số của môi trường càng lớn, năng lượng tới hạn càng giảm. Năng lượng tới hạn được [6] xác định theo công thức: MeV Z EC 2,1 800  Khi năng lượng của electron lớn hơn nhiều năng lượng tới hạn, sự mất mát năng lượng của nó chủ yếu do phát bức xạ hãm. Để đặc trưng cho khả năng hãm bức xạ bêta của môi trường người ta đưa ra khái niệm chiều dài bức xạ của môi trường. Chiều dài làm chậm bức xạ của một chất là khoảng cách mà năng lượng của electron giảm đi hệ số 367,01  e do phát bức xạ hãm. Chiều dài bức xạ của một chất phụ thuộc vào nguyên tử số và số khối của nó. Chiều dài bức xạ kí hiệu là X0 được xác định theo công thức [6 ]: )/( 287ln).1.( .4,716 2cmg Z ZZ AX o     (1.5) (1.6) (1.7) (1.8) trong đó Z là nguyên tử số, A là số khối của nguyên tử môi trường. Đối với môi trường phức tạp nhiều thành phần, chiều dài làm chậm bức xạ của môi trường được xác định theo chiều dài làm chậm bức xạ của tất cả các thành phần có trong môi trường theo công thức sau:    n i iM i i o XA Aq X 1 1.1 trong đó: Xo là chiều dài làm chậm bức xạ của môi trường phức tạp; Xi là chiều dài làm chậm bức xạ của môi trường chỉ có nguyên tử có số khối Ai ; qi là hàm lượng của nguyên tử có số khối Ai;    n i iM AA 1 là số khối hiệu dụng của môi trường. Khi đi trong môi trường do tương tác của electron với vật chất, năng lượng của nó giảm dần. Khi năng lượng của electron lớn hơn năng lượng tới hạn, độ mất mát năng lượng của electron chủ yếu do phát bức xạ hãm. Sự thay đổi năng lượng trung bình E như là một hàm của đường đi x của electron trong môi trường, được xác định theo công thức sau:     o o X xEE exp. trong đó E0, X0 lần lượt là năng lượng ban đầu của bức xạ bêta và chiều dài bức xạ của môi trường. 1.1.3. Các đặc trưng của bức xạ hãm Trong nguyên lí của máy gia tốc dùng xạ trị, khi máy ở chế độ phát tia X, chùm electron sau khi đã gia tốc được lái đến đập vào bia làm phát ra bức xạ hãm (tia X ). Với mục đích đó, năng lượng của chùm hạt phải lớn hơn năng lượng tới hạn rất nhiều để phần động năng truyền cho electron phần lớn chuyển thành năng lượng của bức xạ hãm. Mặt khác, bia phát bức xạ hãm cũng phải cấu tạo sao cho năng suất phát bức xạ hãm là tối ưu. Từ công thức (1.7) cho thấy năng lượng tới hạn tỉ lệ nghịch với nguyên tử số của môi trường. Mặt khác từ công thức (1.8) nhận thấy chiều dài làm chậm bức xạ giảm khi nguyên tử số của môi trường tăng. Do đó, người ta sử dụng các bia nặng, tức là các bia là các nguyên tố có nguyên tử số lớn, để làm bia phát bức xạ. Từ công thức (1.10) ta thấy sự mất mát năng lượng của chùm hạt electron tỉ lệ với chiều dài đường đi của nó trong môi trường vật chất, hay năng suất hãm sẽ tăng khi bề dày bia tăng. Tuy nhiên, kết quả thực nghiệm cho thấy rằng khi bề dày bia tăng sẽ kéo theo nhiều hiệu ứng không mong muốn. Khi bề dày bia quá lớn, năng lượng của hạt electron bị mất mát không do phát bức xạ tăng lên. Mặt khác, các photon của bức xạ sinh ra sẽ bị hấp thụ một phần ngay bên trong bia. Trong các bia có bề dày lớn hơn chiều dài bức xạ thì chùm electron năng lượng cao chuyển động trong đó sẽ tạo ra hiện tượng mưa rào thác lũ electron - photon làm cho việc tính toán phân bố của chùm tia (1.9) (1.10) tạo ra rất rắc rối, khó thực hiện được. Do đó, bề dày bia phải được tính toán thật phù hợp. Một bia hãm phù hợp nhất là bia cho lượng bức xạ hãm lớn nhất ở một năng lượng xác định của electron tới. Khi nghiên cứu sự phụ thuộc của năng suất hãm bức xạ vào bề dày của các bia nặng với mỗi giá trị năng lượng xác định của electron, về cơ bản có thể biểu diễn bằng đường cong có dạng như hình 1.1. Từ đồ thị ta thấy trên đường cong có một đỉnh cực đại. Như vậy, với mỗi chất liệu làm bia, tại một giá trị năng lượng electron xác định có một giá trị bề dày để năng suất hãm bức xạ đạt giá trị lớn nhất. Giá trị đó chính là bề dày tối ưu của bia hãm bức xạ bêta. Giá trị này được tìm từ thực nghiệm. Người ta thấy rằng với electron có năng lượng trong khoảng 5 MeV đến 30 MeV thì các bia nặng có bề dày tối ưu để hãm bức xạ là bằng khoảng 0,3 lần chiều dài bức xạ của nó. 0.01 0.1 1 10 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 g p ¸ ( g E e=17 MeV Hình 1.1: Sự phụ thuộc của năng suất hãm vào bề dày bia Au ( với mức năng lượng Ee= 17MeV) Năng suất hãm bức xạ của bia còn phụ thuộc mạnh vào năng lượng của chùm electron. Đối với các bia làm bằng nguyên tố nặng, năng suất hãm được [6] xác định bằng công thức : 63.2.82 oEP  (1.11) trong đó Eo là năng lượng ban đầu của electron. Nói chung bề dày tối ưu của một bia hãm bức xạ thường nhỏ hơn quãng chạy của electron trong môi trường đó. - 8 - 6 - 4 - 2 0 2 4 6 0 2 4 6 8 1 0 Hình 1.2. Sự phụ thuộc của cường độ trung bình của bức xạ hãm tạo bởi chùm electron 25MeV từ bia Ta có bề dày 4mm vào góc phát xạ. Từ thực nghiệm, người ta xác định được phân bố theo góc phát xạ của bức xạ hãm. Từ hình trên ta nhận thấy cường độ trung bình của bức xạ hãm đạt cực đại tại góc phát xạ 0o. 1.2. TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ PHOTON VỚI VẬT CHẤT Khi chùm photon có năng lượng lớn đi trong môi trường vật chất, chúng tương tác với môi trường thông qua các hiệu ứng: hiệu ứng tán xạ, hiệu ứng hấp thụ quang điện, hiệu ứng tạo cặp và quang hạt nhân. Các hiện tượng này có xảy ra hay không hoặc xảy ra với mức độ nào phụ thuộc vào năng lượng của photon và nguyên tử số của môi trường mà nó đi qua. Phương pháp xạ trị sử dụng chùm photon với mức năng lượng lớn nhất là 15 MeV nên ta chỉ quan tâm tới các hiệu ứng hấp thụ quang điện, tán xạ Compton và hiện tượng tạo cặp. 1.2.1. Hiện tượng hấp thụ quang điện Khi năng lượng của bức xạ photon lớn hơn thế năng ion hóa nguyên tử, hiện tượng tán xạ Rayleigh không còn, xác suất xảy ra hiện tượng hấp thụ quang điện bắt đầu tăng. Mỗi photon đến bị hấp thụ toàn bộ bởi một nguyên tử. Năng lượng này được truyền toàn bộ cho một electron của nguyên tử. Electron nhận được năng lượng lớn hơn thế năng ion hóa của nó, nên nó bị