Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4-Взаимодействие-2014_2.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
225.79 Кб
Скачать

Общий характер взаимодействия g-излучения с веществом

Всю шкалу энергий можно разбить на три интервала. В области малых энергий основным механизмом взаимодействия g-излучения со средой является фотоэффект, в промежуточной области - эффект Комптона и при больших энергиях (более 1 МэВ) - эффект образования электрон-позитронных пар.

Эффективный атомный номер сложного вещества - атомный номер такого условного простого вещества, для которого передача энергии излучения, рассчитанная на один электрон среды, является такой же.

Понятие Zэфф используется только для фотонов, которые взаимодействуют с электронной подсистемой. Поэтому оперируют сечением на один электрон.

Микроскопическое сечение, рассчитанное на один электрон в зависимости от процесса по разному зависит от Z, следовательно, Zэфф различно для каждого из эффектов:

Фотоэффект: ;

Эффект Комптона: Zэфф - не имеет смысла, так как рассеяние идет на свободном электроне

Эффект образования пар: ,

где zi – атомный номер составляющего элемента,

ai – доля атомного номера элемента i в общем атомном номере соединения.

Вещество

------------------------

r, г/см3

-------------------------------------

Zэфф, фотоэффект

----------------------------

Zэфф, ЭОП

-------------------

Воздух

1,293 × 10-3

7,64

7,36

Вода

1,0

7,42

6,60

Мышцы

1,0

7,42

6,60

Подкожный жир

0,91

5,92

5,2

Костная ткань

1,85

13,8

10,0

В основе костной ткани: Ca3(PO4)3F, Cl, OH, CO2.

В дозиметрии стараются использовать воздухоэквивалентные и тканеэквивалентные материалы.

Роль вторичного излучения

При взаимодействии гамма-излучения со средой образуются фотоэлектроны, комптоновские электроны и электрон-позитронные пары, а также рассеянные и аннигиляционные *-кванты:

Фотоэффект: Фотоэлектроны, Оже-электроны, характеристическое рентгеновское излучение;

Эффект Комптона: рассеянные гамма-кванты, комптоновские электроны;

Эффект образования электрон-позитронных пар: электроны, позитроны, аннигиляционные гамма-кванты.

+ во всех процессах возникает тормозное излучение.

Рис. 4.1 Зависимость вероятности фотоэффекта, Комптон-эффекта и эффекта образования пар от атомного номера среды z и энергии фотонов

Полное сечение взаимодействия:

σполн = σк + σs

σк- характеризует часть энергии гамма-излучения, переданную заряженным частицам

σs - характеризует часть энергии гамма-излучения, переданную вторичным гамма-квантам

Поэтому вводится μk – линейный коэффициент передачи энергии, характеризует часть энергии гамма-излучения, переданную заряженным частицам [cм-1],

μkm массовый коэффициент передачи энергии [cм2/г].

Но вторичные заряженные частицы тратят энергию еще и на тормозное излучение.

Поэтому полный массовый коэффициент передачи энергии

μпm = μkm (1-g) = f(, zeff)

g – доля тормозных потерь (~2%)

μпm ~ μkm = f(Eγ, zeff) – справочная величина