Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Взаимодействие фотонного излучения с веществом




 

При решении ряда задач о прохождении фотонного ионизирующего излучения через вещество достаточно использовать закон ослабления узкого пучка моноэнергетического фотонного излучения:

, (3.1)

где − поток фотонов, k − линейный коэффициент ослабления для фотонов, − толщина слоя вещества. Часто вводится массовый коэффициент ослабления µ = k/r, где r − средняя плотность вещества; в этом случае толщину ослабляющей среды определяют как d = rx. Для основных процессов взаимодействия фотонов с веществом (фотоэффект, ph; Комптон-эффект, c; образование электрон-позитронных пар, pp) µ описывается формулой

, (3.2)

где M – средняя молярная масса вещества.

Комптон-эффект − упругое рассеяние фотона на первоначально покоящейся свободной частице (электроне).

Пусть фотон с длиной волны рассеивается под углом на покоящейся частице массой . При этом длина волны рассеянного фотона , а электрон отдачи вылетает под углом к направлению распространения падающего фотона. Изменение длины волны фотона при комптоновском рассеянии.

, (3.3)

где – комптоновская длина волны частицы с массой . (Для электрона комптоновская длина волны м, для протона м.)

Энергия рассеянного фотона равна

(3.4)

Энергию электрона отдачи (частицы отдачи) можно выразить угол ее рассеяния :

(3.5)

Из формул (3.3) и (3.4) следует, что изменение длины волны фотона при комптоновском рассеянии не зависит от самой длины волны (и соответственно, энергии ) падающего фотона, а определяется только углом рассеяния фотона . Фотоны рассеянные на углы , всегда имеют энергию МэВ независимо от начальной энергии , а при МэВ.

Если ввести безразмерные величины , и , то формулы (4) и (5) можно преобразовать к виду:

, ( ), (3.6)

. (3.7)

Связь между углами рассеяния задается формулой

. (3.8)

Сечение комптоновского рассеяния описывается формулой Клейна-Нишины:

, (3.9)

где − т.н. классический радиус частицы с зарядом и массой , .

Полное сечение комптоновского рассеяния на всем атоме с порядковым номером в приближении модели свободных электронов:

(3.10)

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 72; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты