การศึกษาอันตรกิริยาของรังสีเอ็กซ์ต่อวัสดุทันตกรรม: การคำนวณเชิงทฤษฎี

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ การศึกษาอันตรกิริยาของรังสีต่อวัสดุทันตกรรมที่ใช้ในงานถ่ายภาพรังสีเอ็กซ์จำนวน 4 ชนิด ประกอบด้วยฟันปลอม อมัลกัม วัสดุสีเหมือนฟันเเละกลาสไอโอโนเมอร์ซีเมนต์ โดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์ธาตุด้วยเอ็กซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ สเปกโตรมิเตอร์แบบกระจายพลังงาน เพื่อวิเคราะห์ธาตุองค์ประกอบของสารตัวอย่างวัสดุทันตกรรม จากนั้นได้ทำการศึกษาสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงมวล โดยใช้โปรแกรม WinXCom ด้วยวิธีการคำนวณทางทฤษฎีในช่วงพลังงานระหว่าง 1 keV - 100 keV พบว่าค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงมวลของวัสดุทันตกรรมทั้ง 4 ชนิด มีค่าลดลงเมื่อพลังงานเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงมวลของอมัลกัมมีค่ามากที่สุดหลังจากช่วงพลังงาน 4 keV ขึ้นไป ค่าอันตรกิริยาย่อยของวัสดุทันตกรรมพบว่าจะเกิดอันตรกิริยาโฟโตอิเล็กตริกเป็นอันตรกิริยาหลักของตัวอย่างวัสดุทันตกรรมทั้ง 4 ชนิด ตลอดช่วงพลังงานระหว่าง 1-100 keV ยกเว้นฟันปลอมและกลาสไอโอโนเมอร์ที่พลังงานช่วงระหว่าง 50-100 keV จะเกิดการกระเจิงแบบคอมป์ตันเป็นอันตรกิริยาหลัก ผลการกระเจิงแบบโคฮีเรนท์พบว่าจะมีค่าลดลงอย่างรวดเร็ว เมื่อพลังงานเพิ่มขึ้นของตัวอย่างวัสดุทันตกรรมทั้ง 4 ชนิด ผลการกระเจิงแบบคอมป์ตันพบว่าจะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อพลังงานเพิ่มขึ้น ผลของกระบวนการผลิตคู่ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ เพราะค่าพลังงานที่ใช้ไม่มากกว่าสองเท่าของมวลนิ่งอิเล็กตรอน (>1.02 MeV) ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนเชิงมวลของตัวอย่างวัสดุทันตกรรมมีความไม่ต่อเนื่องเกิดขึ้นเป็นผลมาจากปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กตริกรอบขอบการดูดกลืนพลังงานชั้น K, L และ M ของธาตุที่แตกต่างกันในวัสดุทันตกรรมแต่ละชนิด ค่าภาคตัดขวางเชิงอะตอมและค่าภาคตัดขวางเชิงอิเล็กตรอนของวัสดุทันตกรรมทั้ง 4 ชนิด พบว่าค่าภาคตัดขวางเชิงอะตอมและค่าภาคตัดขวางเชิงอิเล็กตรอนลดลงเมื่อพลังงานเพิ่มขึ้นและวัสดุอมัลกัมจะมีค่าภาคตัดขวางเชิงอะตอมมากที่สุดของวัสดุทันตกรรมตลอดช่วงพลังงาน ส่วนค่าภาคตัดขวางเชิงอิเล็กตรอนนั้นพบว่า วัสดุอมัลกัมมีค่ามากที่สุดในช่วงพลังงานระหว่าง 1-2 keV และ 4-100 keV แต่ช่วงพลังงานระหว่าง 2-4 keV พบว่าค่าภาคตัดขวาง เชิงอิเล็กตรอนของวัสดุสีเหมือนฟันมีค่ามากที่สุด ค่าเลขอะตอมยังผลของวัสดุทันตกรรมพบว่าวัสดุอมัลกัมมีค่าเลขอะตอมยังผลมากที่สุดในช่วงพลังงานระหว่าง 1-30 keV และ 80-100 keV แต่ในช่วงพลังงาน 30-80 keV ค่าเลขอะตอมยังผลของวัสดุสีเหมือนฟันมีค่ามากกว่าวัสดุอมัลกัม วัสดุฟันปลอมและกลาสไอโอโนเมอร์ ค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนยังผลของวัสดุทันตกรรม พบว่ามีแนวโน้มของกราฟเหมือนกับค่าเลขอะตอมยังผล แต่ค่าวัสดุสีเหมือนฟันจะมีค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนยังผลมากที่สุดและพบว่าวัสดุอมัลกัมจะมีค่าความหนาแน่นอิเล็กตรอนยังผลน้อยที่สุด

คำสำคัญ