Von Röntgenstrahlung spricht man beim Vorliegen einer elektromagnetischen Strahlung etwa im ein- bis dreistelligen keV-Energiebereich. Je nach Bedarf und Einsatzzweck arbeitet man mit weicherer oder härterer Röntgenstrahlung, die man mit entsprechenden Beschleunigungsspannungen erzeugen kann.
Wie jede Strahlung, so wird auch Röntgenstrahlung beim Durchgang durch Materie absorbiert, wobei sie sich ganz ähnlich verhält wie die noch (viel) energiereichere Gammastrahlung. So gilt für Röntgenstrahlung auch das exponentielle Absorptionsgesetz (vgl. IBE "Absorption von γ-Strahlung Cs-137), aber: Das Absorptionsgesetz gilt strenggenommen nur für monochromatische(!) Röntgenstrahlung, da die Absorptionsfähigkeit der Strahlung von der Energie der Röntgenphotonen abhängig ist. Die Strahlung einer Röntgenröhre (Bremsspektrum) ist aber energiemäßig kontinuierlich verteilt und nicht monochromatisch - es sein denn, man verwendet nach Erzeugung der Strahlung entsprechende Filter, die nur die Strahlung einer bestimmten Wellenlänge bzw. Frequenz hindurchlassen.

Im Internet finden Sie viele übersichtliche Darstellungen und Zusammenfassungen zur Bildgebung mit Röntgenstrahlen im medizinischen Bereich, u. a. auch an dieser Stelle.

 

Man kann auch für das sichtbare Licht (also für Photonenenergien im niedrigen einstelligen eV-Bereich) die Absorption beim Durchgang durch ein Medium, z. B. durch transparentes, dünnes Papier, untersuchen. Auf der Seite "Experimentiere selbst - Absorption von Licht" wird beschrieben, wie Sie u. a. mit Hilfe einer (kostenlosen) App für das Smartphone solche Untersuchungen selbst zu Hause durchführen können.

Oben wurde erwähnt, dass es sich in Bezug auf die Energie der Röntgenphotonen bei einer Röntgenröhre um ein Kontinuum handelt. Auf die sich daraus ergebenden Konsequenzen hinsichtlich der Absorptionseigenschaften soll jetzt etwas genauer eingegangen werden:
Bei Verwendung monoenergetischer Strahlung, wie sie beispielsweise die Gammastrahlung darstellt, sind die ersten, zweiten, … und n-ten Halbwertsschichtdicken von Materialien immer gleich (siehe IBE "Absorption von γ-Strahlung Cs-137"). Also im Falle vom Wasser mit einer Halbwertsschichtdicke von 5 cm für Gammastrahlung von ca. 100 keV reduziert sich die Intensität der einfallenden Strahlung nach 10 cm auf 1/4 und nach 20 cm auf 1/16 der einfallenden Strahlungsintensität.
Bei der Übertragung dieser Überlegung auf die Physik der Strahlung einer Röntgenröhre muss man jedoch noch folgenden Aspekt berücksichtigen: Eine Röntgenröhre liefert das bekannte kontinuierliche Gesamtspektrum aus Bremsspektrum und charakteristischem Spektrum mit allen Energien zwischen 0 und e·U_A, wobei U_A die Anodenspannung und e die Elementarladung darstellen. Da die Halbwertsschichtdicken jedoch abhängig sind von der Energie der sie durchdringenden Strahlung, sind im Gegensatz zur monoenergetischen Strahlung die 1., 2. … n.te Halbwertsschichtdicken bei Verwendung von Röntgenstrahlung nicht gleich groß.
Begründung:
Will man die Gesamtenergie (Summe von 0keV bis 100keV) beim Durchgang durch Materie auf die Hälfte schwächen, benötigt man eine gewisse (anfängliche) Halbwertsdicke. Durch diese Schichtdicke wird insbesondere der niederenergetische Anteil der anfänglichen Gesamtstrahlung mehr geschwächt als der höherenergetische, sodass dann die Gesamtenergie des Spektrum zwar auf die Hälfte reduziert ist, aber nach dem Durchgang durch diese Halbwertsdicke im noch vorhandenen Spektrum der höherenergetische Anteil der Strahlung in Relation zum stärker absorbierten niederenergetischen Anteil ein gewisses Übergewicht erhält. Um danach eine weitere Halbierung der Gesamtenergie, wenn auch von dem jetzt niedrigeren Wert aus, zu erreichen, bedarf es jetzt einer etwas größeren Schichtdicke als zuvor.
Setzt man dies fort, folgt, dass die Halbwertsdicken für eine immer weiter fortgesetzte Halbierung der Gesamtenergie der noch vorhandenen Strahlung immer etwas größer werden müssen. Letztlich bleibt fast nur noch Strahlung in der Nähe der Grenze von 100keV übrig, für die dann die Halbwertsdicke mit der von 100keV reiner Gammaphotonen übereinstimmt.