КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военно дело (14632) Висока технологиите (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къщи- (47672) журналистика и SMI- (912) Izobretatelstvo- (14524) на външните >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) История- (13644) Компютри- (11121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) култура (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23,702) Matematika- (16,968) инженерно (1700) медицина-(12,668) Management- (24,684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образование-(11,852) защита truda- (3308) Pedagogika- (5571) п Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) oligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97182) от промишлеността (8706) Psihologiya- (18,388) Religiya- (3217) с комуникацията (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) спортно-(42,831) Изграждане, (4793) Torgovlya- (5050) превозът (2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596 ) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Telephones- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно (12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Взаимодействието на гама радиация с материята




По време на радиоактивното разпадане на ядрото излъчват гама лъчи с енергия, вариращи от няколко КЕВ до няколко MeV. Преминавайки през вещество гама квантите на загубите на енергия в резултат на три ефекти практически прояви: фотоелектричния абсорбция (фотоелектричния ефект), Compton разсейване (komptoneffekt), електрон-позитрон производство двойка. Относителната величината на всяка от тези реакции зависи от атомния номер на абсорбиращия материал и на фотонна енергия.

Фотоелектричния ефект. Когато фотоелектричния усвояването на гама-лъчи се сблъска с твърдо свързан електрон (повече електрони към тип слой) в атомите на облъчената материал, напълно го преминава енергията му, той изчезва и електрона придобива кинетична енергия, равна на гама лъчи енергия минус енергията на електрон в атома (фиг. 0.5). По този начин, цялата енергия на фотоелектричния ефект първичен гама квант се превръща в кинетична енергия на фотоелектроните които йонизират атоми и молекули. Седалка от орбиталните хмел електрон слойна К Л слойна на L слойна - М електрон слойна и др с светлинна емисия характерни рентгенови лъчи ...

Фиг. 0.5. Избиване на електрона от вътрешната електрони обвивка (фотоелектричния ефект).

Фотоелектрически абсорбция преобладава когато енергията на гама лъчи не превишава 0,05 MeV и абсорбер е вещество с висока атомен номер (например, олово).

Фотоелектричния ефект е невъзможно да слабо свързани и свободни електрони (не-атом), тъй като те не могат да абсорбират гама лъчи. въздух, вода и биологични тъкани фотоелектричния абсорбцията е 50% при енергийна гама лъчи на 60 КЕВ. Когато Е γ = 120 КЕВ фотоелектричния абсорбция фракция е около 10%, и от 200 КЕВ този процес може да се пренебрегне. В този случай, гама лъчение е атенюиран поради Compton разсейване.

Komptoneffekt. Този ефект е, че гама-кванти на сблъскват с електрони, те не се предават цялата си енергия, но само част от него, и след сблъсъка промени посоката на движение, т.е.. Д. са разпръснати (фиг. 0.6). Благодарение на сблъсъци с гама-лъчи, електрони (електронен удар) придобиват значителна кинетична енергия и я харчат за йонизацията на веществото (вторична йонизация).

Фиг. 0.6. Дисперсия на гама лъчи от свободни електрони.

За разлика от процеса на фотоелектричния абсорбция при komptoneffekte гама лъчи взаимодействат с външни, валентните електрони, от които минималната енергия съобщението. Ефект на Комптън е възможно чрез свободни електрони. По този начин, в резултат komptoneffekta интензитет гама атенюиран дължи на факта, че гама лъчи взаимодействат с електроните на средата, разпръснати в различни посоки и излизат извън основната светлина и чрез прехвърляне на енергията си електрони.



Получаване на електрон-позитрон двойки. Някои гама лъчи с енергия на не по-малко от 1,022 MeV, преминаващи през веществото се превръщат под действието на силно електрическо поле в близост до двойка "електрон-позитрон" атомно ядро (фиг. 0.7). В този случай, една форма на материята - гама радиация се превръща в друг - в частици!

Образуването на такава двойка частици е възможно само при енергии на гама лъчи не е по-малко от енергийния еквивалент на масата на двете частици - електрони и позитрони. Тъй като електрони и позитрони масите са едни и същи, за образованието на техните (не-мнения тях повече кинетична енергия) гама енергийни отношения трябва да отговарят на отношението на масата и енергията:

E γ = HV ≥ 2 m д в 2 ≈ 1022 MeV.

Ако гама-лъчи енергия е по-голяма от 1,022 MeV, след което излишъкът от верни й частици. Тогава кинетичната енергия на тези частици до Е, равен на разликата между E у фотонната енергия, както и обновената енергия електрон останалите:

Е к = E γ - 2 m д гр 2 = HV - 1022 MeV.

Фиг. 0.7. Производството на електрон-позитрон двойки.

Получената електрон-позитронна двойка впоследствие изчезва (унищожени), се превръща в две вторичен гама квант енергия, равна на енергия еквивалентната маса на частиците покой (0,511 MeV). Средни гама лъчи може да предизвика само komptoneffekt и в крайна сметка фотоефект, т. Е. губи енергия само в сблъсъци с електрони. Вероятността за образуването на пара се увеличава с увеличаване на енергията на гама лъчи и плътността на абсорбера. Висока енергия гама лъчи (повече от 8 MeV) могат да взаимодействат с атомно ядра (ядрен ефект). Вероятността за такъв ефект е много малък, и този вид взаимодействие е практически отслабва лъчението в материала.

Законът на затихване на гама-лъчение материал. Тя се различава значително от закона облекчаване на потока на алфа и бета частици. Лъч на гама лъчи абсорбира непрекъснато с увеличаване на дебелината на абсорбиращият слой; нейният интензитет не изчезват при всякаква дебелина на абсорбиращият слой. Това означава, че, независимо от дебелината на материала, не може да абсорбира напълно потока на гама-лъчи, и може само да отслаби нейната интензивност във всеки определен брой пъти (фиг. 19). Тази значителна разлика между естеството на затихването на гама радиация затихване на потока от алфа- и бета-частици, където винаги е възможно да се избере такъв слой от материал, в който потокът се абсорбира напълно от алфа или бета частици.

Закон за отслабване лъч на гама-лъчението е както следва:

I = I 0 д - μd,

където I - интензивността на лъча на гама лъчи, които са преминали през дебелина абсорбиращ слой г; 0 I - интензивност на падащата светлина на гама лъчи; μ - линеен коефициент на отслабване равна на относително намаление в интензитета на лъча на гама лъчи след преминаване I дебелина 1 см абсорбер.

линеен коефициент на отслабване - общ коефициент, който отчита намаляване на лъча на гама лъчи от всички три процеса: фотоелектричния τ F, К и τ komptoneffekta двойка образуване τ п. По този начин,

μ = τ + τ е за п + τ.

Стойността на μ зависи от два параметъра: енергията се абсорбира от сноп от гама лъчи от абсорбиращия материал и, следователно, може да се изразява чрез съотношението на μ / ρ, където ρ - плътност на веществото. В този случай, ц коефициент, ще се нарича маса на коефициента на затихване.

Затихване закон може да се изрази и през слоевете половин затихване г ½. Дебелината на абсорбера след преминаване който интензитета на излъчване се намалява наполовина, наречена полу-затихване слой; г Уг се измерва по отношение на повърхностна плътност (мг / ст2) и зависи от радиационна енергия и плътността на абсорбера. Между коефициент на линейно затихване и полу-затихване слой има следната зависимост:

г Уг = 0693 / μ,

или μ = 0693 / г и половина.

Познаването на полу-затихване слой, тя може да бъде доста лесно да се определи това, което трябва да вземе абсорбатор слой за отслабване на радиация в определен брой пъти. Например, един слой намалява интензивността на излъчване 2 пъти, два слоя - 4 пъти, три слоя -. 8-кратно, и т.н., п слоеве -. 2 п пъти. Следователно, за да се намали интензитета на излъчване, например 512 пъти, е необходимо да се вземе като много полу-затихване слой, и п = 2 до 512. В този случай, п = 9, т. Е. Half-затихване девет слоя намаляване на интензитета на падащата радиация 512 пъти.

Тестовите въпроси

1. Каква е разликата между еластична и нееластично взаимодействие?

2. Може ли радиоактивни лъчи причина йонизацията на материята?

3. Има ли бета-частици във вътрешността на ядрото Пиърс?

4. Направете неутрони отклонените в електрическото поле на електронен слой на атомите?

5. Какво се превръщат гама-лъчи с постепенната загуба на тяхната енергия?

6. Какво е дължината на пътя на гама-лъчи в материята?

7. Има ли е възможно фотоелектричния ефект в ефекта на Комптън?