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Halbe Dicke ist das Maß für die Durchschlagskraft von Gamma (γ)- und röntgen. Das Maß gibt an, wie tief die Hälfte der Strahlung noch eindringt.

Dämpfung eines schmalen monoenergetischen Photonenstrahls

Unter einem schmalen Photonenstrahl wir meinen einen Strahl von Gamma- oder Röntgenstrahlung mit einem flachen Öffnungswinkel von weniger als 10° (= 0,175 rad, Raumwinkel von 0,024 sr).

Die Anzahl der Photonen pro Sekunde, die eine Oberfläche bedecken ein, senkrecht zum Strahl, durchläuft, ist der Intensitätich des Bündels vor Ort. Als ein Resultat aus Absorption und Streuung verringert die Intensität des Strahls in Materie.

Als monoenergetischer Photonenstrahl (alle Photonen haben die gleiche Energie, ausgedrückt in keV oder MeV) auf eine Abschirmung fällt, nimmt die Intensität des Strahls in der Abschirmung in Strahlrichtung exponentiell als Funktion der durchlaufenen Dicke ab d:

${Anzeigestil I(d)=I(0)cdot {{e}^{-mu d}}}$.

Hier ist µ die relative Dämpfungsrate. Er wird auch als linearer Dämpfungskoeffizient oder linearer Dämpfungsfaktor bezeichnet. Die Dimension von µ ist deshalb ${Anzeigestil [{{L}^{-1}}].}$

Das nennt man Lambert-Biergesetz.

Durchschnittliche Dicke

In der Praxis werden Dicke und Halbwertszeit oft in cm angegeben. Der lineare Dämpfungsfaktor µ wird dann in der Einheit cm . ausgedrückt⁻¹.

Der Kehrwert 1/µ des Dämpfungsfaktors ist die durchschnittliche Dicke. Das ist die Dicke, bei der die Intensität des Strahls in der Materie auf 1/e der Intensität des einfallenden Strahls.

Nicht-monoenergetische Strahlung

In der Praxis haben die Photonen im Strahl unterschiedliche Energien. Zum Beispiel die Energie von Photonen häufig verwendeter Typen Röntgenröhren kann jeden Wert zwischen 10 keV und weit über 100 keV annehmen.

Biene röntgen nimmt die relative Dämpfungsrate µ nimmt mit steigender Energie pro Photon ab. Das bedeutet, dass die Halbwertszeitdicke mit zunehmender Photonenenergie zunimmt. Dies macht das Verhalten der Abschirmung für nicht-monoenergetische Strahlung wesentlich komplexer. Mit nicht-monoenergetischem röntgen zum Beispiel wird ein großer Teil der niederenergetischen Photonen nach einer Halbwertszeit absorbiert, aber für die verbleibenden hochenergetischen Photonen nimmt die verbleibende Halbwertsdicke zu. Dieses Phänomen heißt Heterogenität der Halbwertszeit Dicke.

Breites Bündel

Bei einer breiten Photonenstrahlung (flacher Öffnungswinkel größer 10°) werden Photonen in alle Richtungen gestreut, also auch in Strahlrichtung. Dadurch kann die Intensität des Strahls erheblich höher sein als die ursprünglich anhand von Schwächungskoeffizienten berechnete Intensität.

Basis 1/2

Man verwendet im Rahmen der Intensitätsdämpfung statt der Basis e, vorzugsweise die Basis ½. Für die Intensität, ausgedrückt in der Halbwertszeitdicke, finden wir: ${displaystyle I(d)=I(0)cdot {{left({frac {1}{2}}ight)}^{d/{{D}_{1/2}}}}.}$

Massive Dämpfung

Zusätzlich zu der oben erwähnten linearen Halbwertszeit Dicke und dem entsprechenden linearen Schwächungsfaktor µ die Begriffe Männer werden auch in der Strahlenphysik verwendet massive Halbierung der Dicke${Displaystil D_{1/2}^{*}}$ und massiver Dämpfungsfaktor${displaystyle {{mu}^{*}}}$.

Wir finden die massive Halbwertszeitdicke, indem wir die lineare Halbwertszeitdicke (cm) mit der multiplizieren Dichteρ, oft ausgedrückt in g pro cm³: ${displaystyle D_{1/2}^{*}=ho cdot {{D}_{1/2}}.}$ Die massive Halbwertszeitdicke wird daher oft in der Einheit g∙cm . ausgedrückt⁻², also in entsprechender Weise, in der beispielsweise die Papierdicke ausgedrückt wird. Bei Papier beispielsweise spricht man von 100 g pro m².

weil ${displaystyle {{D}_{1/2}}={frac {ln 2}{mu }}}$ ist ${displaystyle D_{1/2}^{*}={frac {ln 2}{{}^{mu }!!diagup !!{}_{ho };}}={frac {ln 2}{{mu }^{*}}}}$ wird zum massiven Dämpfungsfaktor ${displaystyle {{mu}^{*}}}$ ausgedrückt in der Einheit cm²G⁻¹.

Energie pro Photon

Die Halbwertszeit hängt stark von der Energie pro Photon im Strahl ab Reichweite- oder röntgen. Beispielsweise beträgt die Halbwertszeit von Luft für Photonen mit einer Energie von 2,0 MeV nicht weniger als 130 m, was zeigt, dass Luft eine sehr schlechte Abschirmung bildet. Im Gegensatz dazu beträgt die Halbwertszeitdicke für dieselbe Photonenenergie von 2,0 MeV von Beton „nur“ 6,6 cm. Für Photonen mit einer Energie von 10 MeV (Gammastrahlen) beträgt die Halbwertszeit von Luft etwa 280 m und die Halbwertszeit von Beton 12,8 cm.