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文檔簡介
1、 射線與物質(zhì)的相互作用,是探討電離輻射生物學(xué)作用的基礎(chǔ)知識,是對其采取防護措施的理論依據(jù),也是射線探測和劑量測量的理論基礎(chǔ)。 電離輻射是由直接或間接電離粒子,或兩者混合組成的任何輻射。直接電離粒子是指那些能直接引起物質(zhì)電離的帶電粒子,如電子、粒子和質(zhì)子等。間接電離粒子是指能夠產(chǎn)生直接電離粒子或引起核變化的非帶電粒子,如、射線和中子等。 一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 帶電粒子包括電子(正負(fù)粒子)、粒子、質(zhì)子、氘核、正負(fù)介子和超子等,這些粒子同介質(zhì)的電子、原子和原子核通過庫侖力、電磁力和核力而發(fā)生相互作用,相互作用過程分為彈性的和非彈性的。如果粒子在其相互作用前后動能之
2、和保持不變,該過程為彈性的;在非彈性相互作用情況下,部分能量轉(zhuǎn)給所形成的自由粒子或粒子。非彈性散射、原子的電離和激發(fā)、韌致輻射以及核的蛻變和激發(fā)就是這樣的過程。 帶電粒子穿過物質(zhì)時,主要靠電離和激帶電粒子穿過物質(zhì)時,主要靠電離和激發(fā)物質(zhì)中的原子來傳遞能發(fā)物質(zhì)中的原子來傳遞能量。一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 1 1、射線與物質(zhì)的相互作用射線與物質(zhì)的相互作用 射線實際上是高速運動的氦原子核,它由兩個質(zhì)子和兩個中子組成,原子序數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)是4,具有兩單位正電荷。相對電子來說,它的靜止質(zhì)量等于電子的7300多倍,通常被稱作“重帶電粒子”。因為射線是具有兩單位正電荷的氦原子
3、核,而周圍物質(zhì)的原子又是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子組成。因此, 射線進入物質(zhì)后必然會與物質(zhì)的原子核和核外電子發(fā)生相互作用。一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 2、射線與核外電子的作用原子的電離和激發(fā) 3、射線與原子核的作用 實驗發(fā)現(xiàn),射線與原子核可能發(fā)生的兩種作用過程,一種使由于粒子與原子核同樣帶正電而相互排斥,發(fā)生散射作用,有時也叫庫侖散射作用。另一種是由于射線進入原子核內(nèi)部,通過核力作用使原子核發(fā)生變化,產(chǎn)生新的原子核,即核反應(yīng)。一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 4、射線與物質(zhì)的相互作用 是由電子組成,帶一個單位負(fù)電荷,質(zhì)量很小,大約只
4、有粒子的1/8000左右。它從物質(zhì)中穿過時通過庫侖力與物質(zhì)的原子核作用,損失能量,而使原子電離或激發(fā)。在這個過程中,粒子不斷損失能量,而最后停下來,因而它也有射程。射線從物質(zhì)中穿過時,單位路程上損失的能量叫電離損失率。 一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 5 5、原子核對粒子運動的影響、原子核對粒子運動的影響散射散射 粒子可與原子的電子發(fā)生庫侖力作用,使原子電離或激發(fā),也會與原子核發(fā)生作用,其結(jié)果是:由于原核質(zhì)量很大,在作用過程中粒子交給原子核的能量不大,單由于粒子質(zhì)量很小,因而在原子核的庫侖力作用下會強烈地偏離原來的運動方向,這種現(xiàn)象稱為原子核對入射的粒子的散射。一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用二、非帶電粒子與物質(zhì)的相互作用二、非帶電粒子與物質(zhì)的相互作用二、非帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 輻射在它通過物質(zhì)時,在強度上發(fā)生損失,是下述五種過程組合得結(jié)果。這些過程是: A A、光電效應(yīng);、光電效應(yīng); B B、康普頓效應(yīng);、康普頓效應(yīng); C C、電子對效應(yīng);、電子對效應(yīng); D D、核的光致蛻變;、核的光致蛻變; E E、彈性散射;、彈性散射; 而主要的是前三種。而主要的是前三種。二、非帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 6 6、中子與物質(zhì)的相互作用、中子與物質(zhì)的相互作用 中子不帶
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