طبقة نصف القيمة

طبقة نصف القيمة (HVL) للمادة ، أو سُمك نصف القيمة ، هو سُمك المادة الذي تنخفض عنده شدة الإشعاع الداخل إليها إلى النصف. ^{[ 1 ]} يمكن التعبير عن طبقة نصف القيمة أيضًا بدلالة معدل كيرما الهواء (AKR)، بدلًا من الشدة: طبقة نصف القيمة هي سُمك مادة محددة "تُضعف حزمة الإشعاع إلى حدٍّ يُخفِّض معدل كيرما الهواء إلى نصف قيمته الأصلية. في هذا التعريف، يُستبعد تأثير جميع الإشعاعات المتناثرة، باستثناء أي إشعاع موجود في الحزمة المعنية في البداية." ^{[ 2 ]} بدلًا من معدل كيرما الهواء، يمكن استخدام قياسات كيرما الهواء ، أو التعرض ، أو معدل التعرض لتحديد طبقة نصف القيمة، شريطة أن تكون مذكورة في الوصف.

تشير طبقة نصف القيمة إلى طبقة نصف القيمة الأولى، حيث تشير طبقات نصف القيمة اللاحقة (أي الثانية) إلى كمية المادة المحددة التي من شأنها أن تقلل معدل كيرما الهواء بمقدار النصف بعد إدخال المادة في الشعاع والتي تساوي مجموع جميع طبقات نصف القيمة السابقة.

طبقة ربع القيمة هي كمية محددة من المادة تُخفّض معدل جرعة الإشعاع في الهواء (أو معدل التعرض، أو التعرض، أو جرعة الإشعاع في الهواء، إلخ...) إلى ربع القيمة المُقاسة بدون استخدام أي مرشحات اختبار. وتساوي طبقة ربع القيمة مجموع طبقتي نصف القيمة الأولى والثانية.

يصف عامل التجانس (HF) الطبيعة متعددة الألوان للشعاع ويُعطى بالصيغة التالية:

${\displaystyle HF={\frac {1^{st}HVL}{2^{nd}HVL}}}$

يكون عامل التماسك (HF) للشعاع الضيق دائمًا أقل من أو يساوي واحدًا (يساوي واحدًا فقط في حالة الشعاع أحادي الطاقة). أما في حالة الشعاع متعدد الألوان الضيق، فيكون عامل التماسك أقل من واحد بسبب تصلب الشعاع.

يرتبط HVL بمتوسط ​​المسار الحر ، ومع ذلك فإن متوسط ​​المسار الحر هو متوسط ​​المسافة التي يمكن أن تقطعها وحدة الإشعاع في المادة قبل امتصاصها، في حين أن HVL هو متوسط ​​كمية المادة اللازمة لامتصاص 50٪ من كل الإشعاع (أي لتقليل شدة الإشعاع الساقط إلى النصف).

في حالة الموجات الصوتية، يُعرف نصف قيمة الطبقة (HVL) بأنه المسافة التي تقطعها الموجة الصوتية حتى تنخفض شدتها إلى نصف قيمتها الأصلية. ويتحدد نصف قيمة الطبقة للموجات الصوتية بنوع الوسط الذي تنتقل فيه، وتردد الموجة.  وتنتج طبقة نصف القيمة "الرقيقة" (أو انخفاض سريع بمقدار -3 ديسيبل) عن موجة صوتية عالية التردد ووسط ذي معدل توهين عالٍ ، كالعظام. ويُقاس نصف قيمة الطبقة بوحدات الطول. ^{[ 3 ]}

مفهوم مشابه هو طبقة القيمة العشرية (TVL). تمثل طبقة القيمة العشرية متوسط ​​كمية المادة اللازمة لامتصاص 90% من الإشعاع، أي لتقليله إلى عُشر شدته الأصلية. تكون طبقة القيمة العشرية الواحدة أكبر من أو تساوي لوغاريتم ₂ (10) أو ما يقارب 3.32 طبقة قيمة نصفية (HVL)، ويتحقق التساوي في حالة الحزمة أحادية الطاقة.

فيما يلي أمثلة على طبقات نصف القيمة التقريبية لمجموعة متنوعة من المواد مقابل مصدر لأشعة جاما، وفقًا لطاقة اضمحلال إشعاع الإيريديوم-192 ^{[ 4 ]} (MeV): بيتا 0.67 (49٪)؛ جاما 0.308 (28٪)؛ جاما 0.468 (46٪): ^{[ 5 ]}

• الخرسانة: 44.5  مم
• الفولاذ: 12.7  مم
• الرصاص: 4.8  مم
• التنجستن: 3.3  مم
• اليورانيوم: 2.8  مم

• معامل التوهين
• الحماية من الإشعاع