Well-being and Life, Radiation

안녕하세요?

오늘은 X선관(X-ray tube)에 대해 간단히 설명을 해드리려 해요.

X선관은 X-ray를 발생시키는 유리관입니다.

설명에 있듯이, 구성은 크게 음극과 양극으로(총 2극) 돼 있습니다.

음극에서 전자를 발생시키고 이 전자가 양극과 충돌하면서 X선이 발생됩니다.

(유리관 내를 고진공도로 유지하는 이유는 '공기가 생성된 전자가 진행하는 것을 방해하기 때문'입니다.)

X선관의 그림으로 살펴보겠습니다.

▲회전 양극 X선관

(사진 출처 : 방사선과학개론, 방사선과학연구회, 청구문화사, p 108 )

1. 양극

2. 회전 축

3. 양극 회전자

4.음극

5.유리관

앞서 설명을 드린 양극, 음극 그리고 유리관이 그림에 나타나 있습니다.

(이외에 회전자, 회전축은 사진 속의 X 선관이 '회전 양극 X선관'이기 때문입니다.)

그렇다면 양극과 음극에 대해 소개하겠습니다.

전자빔이 양극에 충돌 시 모든 에너지가 X선이 되는 것은 아닙니다.

99%는 열이 되고 단 1%만이 X선이 되죠.

그렇기 때문에 양극은 용융점^[각주:1]이 높은 물질을 이용해야 합니다.

그리고 앞서 말씀을 드린 '회전 양극 X선관'은 양극이 열을 잘 견디게 하기 위해 고안된 것입니다.

집속통이 전자를 집속시키는 원리는 전하에 있습니다. 전자 빔은 모두 음전하(-)를 띄기 때문에 서로 반발하는데, 이를 아주 강한 음극인 집속통으로 모아주는 것입니다.

지금까지 X선관에 대해 간단하게 소개해 드렸습니다.

X선관에 대해 소개를 드리면, 초점과 양극 힐 효과에 대해 설명을 해드려야 할텐데, 차례로 포스팅하도록 하겠습니다.

☞ 초점

☞ 양극 힐 효과

오늘은 디지털화를 소개해 볼까 합니다.

디지털화(Digitalization)란 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 일련의 과정입니다.

디지털화는 표본화, 양자화, 부호화라는 세 가지 과정으로 구성되며, ADC에서 진행됩니다.

ADC : Analog to Digital Converter의 줄임말로, A/D변환기를 말함

앞선 아날로그 영상과 디지털 영상 포스트에서 소개된 그림과 달리 아날로그 신호가 시간(x축) 기준으로 분할되어 있죠? 간단히 말하면 이것이 표본화라고 할 수 있습니다.

'표본화'하면 빠질 수 없는 것이 바로 이 '표본화 정리'인데요, 나이키스트가 만들었기에 'Nyquist 정리'라고도 합니다.

x축을 분할할 때 그 간격을 일정 주파수 이상으로 분할해야 한다는 내용을 담고 있습니다.

아주 짧은 시간 간격으로 분할을 하면, 그만큼 많은 정보를 담고 있기 때문에 재현된 영상의 질은 좋겠지만, 좋아진 화질만큼이나 데이터량도 많아져서 저장이나 전송에 적합하지 않을 수 있습니다. 따라서 fs 즉, Sampling Frequancy는 아주 크지도, 작지도 않게 설정할 필요가 있습니다.

양자화는 각 화소에 함수값을 할당하며 그 값을 근삿값으로 조정하는 과정입니다.

가령 값이

[15.4  8.7  13.0  7.1  15.1  12.3  15.2  12.9]

라면

[15     9     13     7     15     12    15      13]

라는 근사치로 조정하는 것이죠.

마지막 부호화는 그 값을 이진화하는 과정입니다.

컴퓨터는 사람이 사용하는 10진법을 이용할 수 없죠. 그래서 이 부호화 과정이 필요합니다.

여기까지 디지털화를 알아보았습니다. 다음 포스팅에는 x선관에 대해 간단히 알아보도록 하겠습니다.

 ☞X선관(X-ray Tube)

 이 포스팅이 이해가 어렵다면

☞아날로그 영상과 디지털 영상

오늘은 영상과 방사선 영상에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

방사선 영상에 대해 알기 위해서는 영상의 기본개념을 먼저 알아야 합니다. 방사선을 사용한다는 차이점이 있기는 하지만, 방사선 영상이 '영상'의 개념 내에서 존재하기 때문이죠.

일상에서 보기 힘든 방사선 영상에 더불어 어디서든 쉽게 접할 수 있는 TV영상까지 모두를 포괄하는 뜻입니다.

임의의 점(fixel)에서의 값의 크기는 영상의 밝기를 나타냅니다.

(일반 영상에서는 밝기를 나타내지만, 무채색 뿐인 방사선 영상에서는 회색도를 나타냄)

(위 그림은 연출일 뿐 방사성 영상을 일반 카메라로 촬영하진 않습니다.)

+) 감약이란 방사선이 물질을 지나면서 그 세기가 약해지는 것을 뜻하는데요, 나중에 다시 다루게 되면 이 글에 링크를 걸도록 하겠습니다.

다음에는 아날로그 영상과 디지털 영상에 대해서 소개하도록 하겠습니다.

☞아날로그 영상과 디지털 영상