24. Назвіть параметри,що характеризують імовірність ядерних реакцій та одиниці їх виміру.

 Імовірность ядерних реакцій- відношення числа актів реакції, що відбуваються за одиницю часу, до густини потоку частинок.Позначається зазвичай літерою  . Вимірюється в одиницях площі. Зважаючи на малі значення, характерні для перерізів ядерних реакцій, найзручнішою одиницею вимірювання перерізу реакції є барн.Переріз реакції залежить від енергії, а, отже, швидкості, частинок, які налітають на мішень. Диференціальний переріз реакції — характеризує ймовірність реакції для частинок із енергією в межах E і E + dE.

25. Поясніть комптонівське випромінювання і поглинання гамма-квантів.

Комптонівська взаємодія. Комптонівська взаємодія відбувається на електронах при енергіях гамма-квантів, які значно перевищуючих енергію зв’язку електронів на електронних орбітах. При цьому гамма-квант вступає в взаємодію з вільним або слабо зв’язаним електроном і в результаті непружного співудару з електроном передає останньому частину своєї енергії та імпульсу, а сам змінює своє направлення, набуває енергії, яка рівна (h)^/, і відхиляється під кутом  до початкового напрямку. Електрон викидається з атома під кутом ^/ до напрямку падаючого гамма-кванту (Рис. 3.1,б). Із збільшенням енергії гамма-квантів кут їх відхилення від початкового напрямку при комптонівській взаємодії закономірно зменшується.

Співвідношення розсіяної енергії та енергії, яка поглинається, а також величини кутів між напрямками падаючого фотону, вибитого комптонівського електрона і розсіяного фотона залежать від положення електрона в атомі відносно падаючого фотона в момент взаємодії гамма-кванта з атомом речовини. В загальному випадку відхилення розсіяного фотона можливе в будь-якому напрямку, в тому числі і зворотному.

26. Фотоефект. Він характерний для гамма-квантів з енергіями не більше ніж 0.5 МеВ. Гамма-квант при проходженні через речовину може вступити у взаємодію з електронами атомів цієї речовини. Гамма-квант передає свою енергію і повністю поглинається, а електрон викидається за межі атома.

При фотоефекті гамма-квант може вибити зв’язані електрони, енергія зв’язку Е_і яких менша енергії самого гамма-кванта Е_. Енергія викинутого за межі атома електрона

Е_е=Е_-Е_і=m_eV_e²/2, (3.1)

де m_e – маса електрона; V_e – швидкість викинутого електрона.

Такий процес виривання електрона з атома фотоном називається фотоефектом, а вирвані електрони – фотоелектронами. Атом, який загубив електрон, опиняється в збудженому стані. Рівень енергії, який вивільнився в атомі заповнюється одним з зовнішніх електронів, при цьому випускається квант характеристичного (рентгенівського) випромінювання, тобто фотоефект супроводжується характеристичним випромінюванням.

27. Утворення анігіляційних (лектронно-позитронних) пар. При великих енергіях зменшується фотоелектричне поглинання та комптонівська взаємодія (Рис. 3.2). Починаючи з енергії близької 1,02 МеВ і при більших її значеннях появляється механізм утворення пар частинок (електрон-позитрон). Електронно-позитронні пари утворюються при взаємодії гамма-квантів з гравітаційним полем ядра за рахунок поглинання енергії гамма-квантів. Електрон і позитрон вилітають з атома хімічного елементу під деякими кутами і до напрямку гамма-кванту (Рис. 3.1,в). При великих енергіях електрон і позитрон вилітають майже в напрямку розповсюдження падаючих гамма-квантів.

Мікроскопічний перетин утворення електронно-позитронних пар при середніх енергіях гамма-квантів збільшується зі збільшенням енергії і порядкового номеру елемента. Макроскопічний (лінійний) перетин утворення пар визначається виразом:

. (3.6)

Таким чином, при взаємодії гамма-квантів з речовиною частина енергії первинного гамма-випромінювання поглинається при утворенні електронів віддачі, фотоелектронів і пар електрон-позитрон, а частина зберігається у вигляді енергії розсіяного гамма-випромінювання. Іонізація на шляху розповсюдження гамма-випромінювання відбувається, в основному, за рахунок вторинних електронів, які виникають при взаємодії гамма-випромінювання з речовиною.