Дәріс жоспары:

5. Ядролық сәуленің заттармен әсерлесуі.

5.1. Әсерлесі түрлері.

5.2. Қозған бөлшектердің ортамен әсерлесуі.

5.3. Қозған бөлшектердің заттардағы жүріп өткен қашықтығы.

5.4. γ-сәулеленудің зат арқылы өткендегі қашықтығы.

5.5. Электрон-позитрондық жұптың пайда болуы.

5.6. Ядролық әрекеттесу.

5.7. Бөлшектердің ядролармен кулондық әрекеттесуі.

5. Ядролық сәулеленудің затпен әсерлесуі.

5.1. Әсерлесу түрлері.

Ядролық сәулеленуді анықтау және одан қоғану үшін, ең алдымен, бөлшек қандай процестердің арқасында, қандай да бір зат арқылы өткенде, өз энергиясын жоғалтатынын білу қажет. Сонымен қатар бөлшектердің затқа ену қабілеттілігін, түрлі процестердің бөлшек параметрлерін (заряд, масса, энергия) және заттың қасиеттерін (ядро заряды, тығыздық, ионизация потенциалы) білген жөн.

Қозған бөлшектердің ортамен әсерлесуі. . 1. Қозған бөлшектердің зат арқылы өткенде энергиясының жоғалу себебі, бөлшек сол заттың атомдарымен соқтығысуында. Ядро массасы және атом электроны массасы арасындағы айырмашылық үлкен болғандықтан, «электрондық соқтығысуды» және «ядролық соқтығысудан» жеңіл айыруға болады.

«Электрондар соқтығысуы» кезінде құлап бара жатқан бөлшек энергиясы атом электрондарының біреуіне беріледі. Соның нәтижесінде атомдардың қозуы немесе ионизациялануы болады.

«Ядролық соқтығысулар» кезінде бөлшектердің импульс және кинетикалық энергиясы атомның ілгерілемелі қозғалысына ауысады. Осы соқтығысулардың жиі қайталануы, бөлшектердің зат құрамында өте ұсақ түрде шашырауына алып келеді.

2. Жеңіл қозған бөлшектердің энергия жоғалтуына радиациялық тоқтау да әсер етеді. Бұл процестің мағынасы, қозған бөлшектің ядроның кулондық өрісінде шашырауында немесе электронда жылдамданады. Бұл электродинамика заңдарына сәйкес, электромагниттік сәулеленуге алып келеді. γ – сәулелердің үздіксіз спектрі пайда болады.

3. Егерде ауыр бөлшектің (протон, α – бөлшек және т.б.) энергиясы кулондық барьерді асып өтуге жеткілікті болса, жоғарыдағыдай процесс орын алады. Яғни ядролардағы потенциалдық шашыраулар немесе, ядролардан ұшып шығатын бөлшектермен, γ – сәулелерін шығарумен, ядроның бөлінуімен жүретін ядролық реакциялар.

4. Қозған бөлшектің затта, осы орта үшін, жарық жылдамдығынан жоғары жылдамдықта ( c-жарық жылдамдығы, n-ортаның сыну көрсеткіші) қозғалса, спецификалық сәулелену байқалады. Бұл сәулелену Вавилов-Черенков атымен аталған.

-сәулеленудің ортамен әсерлесуі. сәулелер зат арқылы өткен кезде, төмендегі құбылыстар есебінен өз энергияларын жоғалтады:

1. Комптон – фотондар өз энергияларының бір бөлігін атом электрондарына беретін эффект немесе - кванттардың электрондарда шашырауы.

2. Фотонның бүкіл энергиясы фотоэффектің немесе - квантының атоммен жұтылу процесі кезінде шығуы.

3. Электрон-позитрондық жұптың түзілуі. Бұл процесс кезінде -кванттарының кезінде ядро өрісінде жүреді.

4. 10 МэВ тен жоғары кванты энергиясы кезінде ядролық реакциялардың пайда болуы.

Жоғарыда аталған әрбір процесстерді жеке-жеке қарастырайық.