Colimador

La figura de la derecha ilustra cómo se utiliza un colimador Söller en máquinas de neutrones y rayos X. El panel superior muestra una situación sin colimador, mientras que el panel inferior lo incorpora. En ambos paneles, la fuente de radiación se encuentra a la derecha y la imagen se registra en la placa gris situada a la izquierda.

Sin un colimador, se registrarán rayos procedentes de todas las direcciones; por ejemplo, un rayo que haya atravesado la parte superior de la muestra (a la derecha del diagrama) pero que se dirija hacia abajo podría registrarse en la parte inferior de la placa. La imagen resultante será tan borrosa e indistinta que resultará inservible.

En el panel inferior de la figura, se ha añadido un colimador (barras azules). Este puede ser una lámina de plomo u otro material opaco a la radiación incidente con numerosos orificios diminutos, o, en el caso de los neutrones, puede ser una estructura tipo sándwich (que puede alcanzar varios metros de longitud; véase ENGIN-X ) con múltiples capas que alternan entre material absorbente de neutrones (p. ej., gadolinio ) y material transmisor de neutrones. Puede ser algo tan simple como el aire; alternativamente, si se requiere resistencia mecánica, se puede utilizar un material como el aluminio. Si forma parte de un conjunto giratorio, la estructura tipo sándwich puede ser curva. Esto permite la selección de energía, además de la colimación; la curvatura del colimador y su rotación presentarán una trayectoria recta únicamente para una energía específica de neutrones. Solo los rayos que viajen casi paralelos a los orificios los atravesarán; los demás serán absorbidos al chocar con la superficie de la placa o el lateral de un orificio. Esto garantiza que los rayos se registren en su lugar correcto en la placa, produciendo una imagen nítida.

Para la radiografía industrial que utiliza fuentes de radiación gamma como el iridio-192 o el cobalto-60 , un colimador (dispositivo limitador del haz) permite al radiólogo controlar la exposición a la radiación para exponer una película y crear una radiografía, e inspeccionar materiales en busca de defectos. En este caso, un colimador suele estar hecho de tungsteno y se clasifica según la cantidad de capas de semirreducción que contiene, es decir, cuántas veces reduce a la mitad la radiación no deseada. Por ejemplo, las paredes más delgadas de los laterales de un colimador de tungsteno de 4 HVL ( 13 mm de espesor) reducen la intensidad de la radiación que las atraviesa en un 88,5 %. La forma de estos colimadores permite que la radiación emitida viaje libremente hacia la muestra y la película de rayos X, bloqueando la mayor parte de la radiación que se emite en direcciones no deseadas, como hacia los trabajadores.  

Si bien los colimadores mejoran la resolución , también reducen la intensidad al bloquear la radiación incidente, lo cual es indeseable para los instrumentos de teledetección que requieren alta sensibilidad. Por esta razón, el espectrómetro de rayos gamma de la sonda Mars Odyssey no utiliza colimadores. La mayoría de los colimadores de plomo dejan pasar menos del 1 % de los fotones incidentes. Se han realizado intentos para reemplazar los colimadores con análisis electrónicos.

Los colimadores (dispositivos limitadores del haz) se utilizan en aceleradores lineales empleados para tratamientos de radioterapia . Ayudan a dar forma al haz de radiación que sale de la máquina y pueden limitar el tamaño máximo del campo del haz.

El cabezal de tratamiento de un acelerador lineal consta de un colimador primario y uno secundario. El colimador primario se coloca después de que el haz de electrones haya alcanzado una orientación vertical. En el caso de la radioterapia con fotones, se coloca después de que el haz haya atravesado el blanco de rayos X. El colimador secundario se coloca después de un filtro aplanador (para radioterapia con fotones) o una lámina dispersora (para radioterapia con electrones). El colimador secundario consta de dos mordazas que se pueden mover para ampliar o reducir el tamaño del campo de tratamiento.

En radioterapia, se utilizan nuevos sistemas que emplean colimadores multiláminas (MLC) para dar forma al haz y localizar los campos de tratamiento. Los MLC constan de entre 50 y 120 láminas de placas colimadoras de metal pesado que se deslizan para formar el campo deseado.

Para encontrar la resolución espacial de un colimador de agujeros paralelos con una longitud de agujero,${\displaystyle l}$, un diámetro de agujero${\displaystyle D}$y una distancia al objeto fotografiado${\displaystyle s}$Se puede utilizar la siguiente fórmula. $${\displaystyle R_{\text{colimador}}=D+{\frac {Ds}{l_{\text{efectivo}}}}}$$ donde la longitud efectiva se define como $${\displaystyle l_{\text{efectivo}}=l-{\frac {2}{\mu }}}$$ Dónde${\displaystyle \mu }$es el coeficiente de atenuación lineal del material del que está hecho el colimador.