51. Взаимодействие заряженных (α-, β- и μ-излучений) с веществом.

Взаимодействие с веществом α – излучения

α -частицы сильно взаимодействуют с различными веществами, т. е. легко поглощаются ими. Тонкий лист бумаги или слой воздуха толщиной несколько сантиметров достаточны для того, чтобы полностью поглотить α - частицы.

Взаимодействие с веществом β - излучения

β -частицы - это электроны (или позитроны), испускаемые ядрами радонуклидов при β - распаде.

Вероятность взаимодействия b-частиц с веществом меньше, чем для a-частиц, так как β - частицы имеют в два раза меньший заряд и приблизительно в 7300 раз меньшую массу.

Для снижения излучения защиту для b-источников выполняют из материалов с малым атомным номером - алюминий, органическое стекло.

Взаимодействие с веществом μ - излучения

μ -кванты отдают всю или, по крайней мере, большую часть своей энергии при однократном взаимодействии. Однако вероятность этого взаимодействие очень низка, поэтому μ -кванты обладают гораздо большей проникающей способностью, чем заряженные частицы.

52. Взаимодействие рентгеновского и γ-излучений с веществом. При прохождении γ -излучения через вещество происходит ослабление интенсивности пучка -квантов, что является результатом их взаимодействия с атомами вещества.

Рентгеновское излучение в веществе поглощается или рассеивается. При этом могут происходить различные процессы, которые определяются соотношением энергии рентгеновского фотона hv и энергии ионизации Аи.

Фотоэффект. Если энергия кванта больше энергии связи электрона оболочки атома, происходит фотоэффект. Это явление состоит в том, что фотон целиком поглощается атомом, а один из электронов атомной оболочки выбрасывается за пределы атома. Используя закон сохранения энергии, можно определить кинетическую энергию фотоэлектрона Eе:

E_е =  - I_i - E_n,где Ii - ионизационный потенциал оболочки атома, из которой выбивается электрон; En - энергия отдачи ядра, - энергия гамма-кванта.

Комптоновское рассеяние- это рассеяние -квантов на свободных электронах. Электрон можно считать свободным, если энергия -квантов во много раз превышает энергию связи электрона. В результате комптон-эффекта вместо первичного фотона с энергией появляется рассеянный фотон с энергией

 < , а электрон, на котором произошло рассеяние, приобретает кинетическую энергию E_е = -..

Образование пары электрон–позитрон. Процесс образования пар происходит лишь в кулоновском поле частицы, получающей часть энергии и импульса.

Образование пар в поле ядра может иметь место, если энергия кванта удовлетворяет соотношению

 > 2m_ec² + E_я,где первый член справа соответствует энергии покоя пары электрон - позитрон, а второй - энергия отдачи ядра.

Порог рождения пар в поле электрона равен 4m_eс². Это связано с тем, что энергию отдачи получает электрон, имеющий малую массу, и пренебречь ею уже нельзя.

Коэффициент ослабления зависит от энергии фотона и от атомного номера вещества – поглотителя и не зависит ни от длины волны первичных лучей, ни от рода рассеивающего вещества.