Рентгеновское излучение

Первичные физические процессы взаимодействия ионизирующего излучения с веществом

Когерентное рассеивание – изменение направления пучка излучения с рассеиванием по всем направлениям. Энергия фотонов не изменяется. Энергия атомов вещества не изменяется, так как нет непосредственного биологического эффекта. Характерно для мягкого рентгеновского излучения, при котором энергия фотонов меньше энергии ионизации (разница и есть – работа выхода).

Фотоэффект – происходит поглощение рентгеновского фотона атомом вещества с

а) выбиванием одного из внешних валентных электронов ()

б) при меньшей энергии возбуждённого атома – внутреннего.

Уравнение Эйнштейна: , где

- квант

- энергия ионизации

- кинетическая энергия выбитого электрона

Некогерентное рассеивание – рассеивание с изменением длины волны. Рентгеновский фотон меняет направление при столкновении. Фотон выбивает из атома электрон. Энергия фотона уменьшается, но излучение остаётся. Частота излучения уменьшается, а длина волны возрастает.

Увеличение длины волны при некогерентном рассеивании рентгеновского излучения – эффект Комптона.

Для жёсткого излучения:

В общем случае:

2. Гамма – излучение с наибольшей энергией фотона.

Когерентного рассеивания не происходит. Осуществляется некогерентное рассеивание, фотоэффект и образование электрон-позитронных пар (превращение частиц поля в частицы вещества).

Образование электрон-позитронных пар: в электронном поле атом ядра (гамма-фотон) превращается в пару электрон-позитрон, которые разлетаются в разные стороны. Это превращение происходит с выполнением закона сохранения энергии и импульса.

Реакция возможна, если энергия гамма-фотона не меньше суммарной энергии покоя членов пары.

Роль ядра – принятие части импульсов фотонов.

Заряженные частицы и сами произведут непосредственную ионизацию вещества. Позитрон в веществе может встретиться с электроном – анимляция – образование двух -фонов, имеющих одинаковую скорость, но противоположно направленную. Этот процесс обратен рождению электрон-позитронной пары.

Дата добавления: 2014-01-04