Warstwa półchłonna (WP, ang. HVL – half value layer) to bardzo ważny parametr fizyczny w ochronie radiologicznej. Określa ona, jaka grubość danego materiału (np. ołowiu, betonu, aluminium) powoduje zmniejszenie natężenia wiązki promieniowania jonizującego o 50%. Czyli innymi słowy: ile materiału trzeba „wstawić” pomiędzy źródło a człowieka, żeby przepuścić tylko połowę pierwotnego promieniowania. Dlatego właśnie WP służy bezpośrednio do obliczania grubości osłon. W praktyce, przy projektowaniu pracowni RTG, TK czy bunkra do radioterapii, fizyk medyczny korzysta z tablic HVL dla konkretnych energii promieniowania i konkretnych materiałów budowlanych. Na przykład dla promieniowania X o danym napięciu anodowym można odczytać z norm (np. raporty ICRP, wytyczne PAA, zalecenia IAEA), jaka jest warstwa półchłonna w ołowiu, a potem policzyć, ile takich warstw trzeba, aby obniżyć dawkę za ścianą do poziomu wymaganego przepisami. Często stosuje się też pojęcie wielokrotności WP – każda kolejna warstwa półchłonna zmniejsza wiązkę o połowę, więc kilka WP daje tłumienie o rzędy wielkości. Moim zdaniem, jak ktoś dobrze rozumie ideę WP, to dużo łatwiej ogarnia logikę projektowania osłon, bo nie liczy „na ślepo”, tylko rozumie, jak zmienia się intensywność promieniowania w materiale. W radioterapii i diagnostyce obrazowej to podstawa dobrych praktyk ochrony radiologicznej: najpierw znasz energię wiązki, potem dobierasz materiał i na końcu, właśnie na bazie warstwy półchłonnej, wyznaczasz sensowną, zgodną z normami grubość ścian, drzwi, szyb ochronnych czy fartuchów ołowianych.
Warstwa półchłonna kojarzy się wielu osobom z różnymi aspektami pracy z promieniowaniem: dawką, czasem świecenia lampy, nawet odległością od źródła. To dość typowe, bo w praktyce wszystko to jest ze sobą powiązane, ale fizycznie są to różne pojęcia. WP jest parametrem materiału i wiązki promieniowania, a nie parametrem czasu czy odległości. Jej definicja jest czysto geometryczna i fizyczna: to taka grubość osłony, która redukuje natężenie wiązki o połowę. Nie ma tam ani słowa o sekundach, ani o metrach. Jeśli ktoś łączy WP z czasem napromieniania, to zwykle wynika to z myślenia: „skoro coś zmniejsza dawkę, to pewnie wpływa też na czas”. W praktyce czas napromieniania w diagnostyce ustala się przez parametry ekspozycji (mAs, kV) i wymagany poziom jakości obrazu, a w radioterapii – przez zaplanowaną dawkę i moc dawki wiązki. Warstwa półchłonna nie służy do ustawiania czasu, tylko do oceny, jak szybko wiązka jest osłabiana przez materiał ochronny. Można potem oczywiście skrócić lub wydłużyć czas, żeby skompensować tłumienie, ale to już inny etap obliczeń. Podobnie jest z dawką promieniowania. WP wpływa na to, ile promieniowania „przejdzie” przez osłonę, więc pośrednio ma związek z dawką po drugiej stronie bariery, ale nie jest bezpośrednim narzędziem do obliczania dawki u pacjenta czy personelu. Do dawki używa się parametrów ekspozycji, współczynników pochłaniania w tkankach, krzywych głębokościowych w radioterapii, współczynników konwersji – a warstwa półchłonna jest jednym z elementów służących głównie do projektowania ekranowania. Częste jest też mylenie WP z bezpieczną odległością. Odległość od źródła promieniowania opisuje prawo odwrotności kwadratu odległości: im dalej, tym natężenie spada z kwadratem odległości, niezależnie od materiału. Warstwa półchłonna natomiast opisuje tłumienie w materiale, a nie w powietrzu na drodze geometrycznej. W praktyce w ochronie radiologicznej łączy się te trzy rzeczy: czas, odległość i osłony, ale tylko to ostatnie jest bezpośrednio związane z WP. Dlatego w dobrych praktykach ochrony radiologicznej warstwa półchłonna jest używana przede wszystkim przy obliczaniu grubości ścian, drzwi, fartuchów i innych osłon, a nie jako narzędzie do wyznaczania czasu ekspozycji, dawki czy „magicznej” bezpiecznej odległości.