放射衛(wèi)生與防護(hù)第三章-

第三章

射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用RadiationInteractionswithMatter3.1概述1、什么是射線(xiàn)？射線(xiàn)，指的是如X射線(xiàn)、射線(xiàn)、射線(xiàn)、射線(xiàn)等，本質(zhì)都是輻射粒子。射線(xiàn)與物質(zhì)相互作用是輻射探測(cè)的基礎(chǔ)，也是認(rèn)識(shí)微觀世界的基本手段。本課程討論對(duì)象為致電離輻射，輻射能量大于10eV。即可使探測(cè)介質(zhì)的原子發(fā)生電離的能量。2、射線(xiàn)與物質(zhì)相互作用的分類(lèi)ChargedParticulateRadiationsUnchargedRadiationsHeavychargedparticlesNeutronsFastelectronsX-raysand

rays3、彈性碰撞與非彈性碰撞為內(nèi)能項(xiàng)

彈性碰撞（即動(dòng)能守恒）非彈性碰撞（即動(dòng)能不守恒）為第一類(lèi)非彈性碰撞，如入射粒子與處于基態(tài)的核碰撞，且使核激發(fā)；

為第二類(lèi)非彈性碰撞，如入射粒子與處于激發(fā)態(tài)的核碰撞，且使其退激。

3.2、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用載能帶電粒子在靶物質(zhì)中的慢化過(guò)程，可分為四種，其中前兩種是主要的：(a)

電離損失－帶電粒子與靶物質(zhì)原子中核外電子的非彈性碰撞過(guò)程。(b)

輻射損失－帶電粒子與靶原子核的非彈性碰撞過(guò)程。(c)帶電粒子與靶原子核的彈性碰撞(d)帶電粒子與核外電子彈性碰撞(1)電離損失——與核外電子的非彈性碰撞過(guò)程

入射帶電粒子與靶原子的核外電子通過(guò)庫(kù)侖作用，使電子獲得能量而引起原子的電離或激發(fā)。

電離——核外層電子克服束縛成為自由電子，原子成為正離子。激發(fā)——使核外層電子由低能級(jí)躍遷到高能級(jí)而使原子處于激發(fā)狀態(tài)，退激發(fā)光。當(dāng)入射帶電粒子與核外電子發(fā)生非彈性碰撞，以使靶物質(zhì)原子電離或激發(fā)的方式而損失其能量，我們稱(chēng)它為電離損失。(2)、輻射損失——與原子核的非彈性碰撞過(guò)程入射帶電粒子與原子核之間的庫(kù)侖力作用，使入射帶電粒子的速度和方向發(fā)生變化，伴隨著發(fā)射電磁輻射—軔致輻射Bremsstrahlung。當(dāng)入射帶電粒子與原子核發(fā)生非彈性碰撞時(shí)，以輻射光子損失其能量，我們稱(chēng)它為輻射損失。尤其對(duì)β粒子與物質(zhì)相互作用時(shí)，輻射損失是其重要的一種能量損失方式。(3)、帶電粒子與靶原子核的彈性碰撞

帶電粒子與靶原子核的庫(kù)侖場(chǎng)作用而發(fā)生彈性散射。彈性散射過(guò)程中，入射粒子和原子核的總動(dòng)能不變，即入射粒子既不輻射光子，也不激發(fā)或電離原子核，但入射粒子受到偏轉(zhuǎn)，其運(yùn)動(dòng)方向改變。彈性碰撞過(guò)程中，為滿(mǎn)足入射粒子和原子核之間的能量和動(dòng)量守恒，入射粒子損失一部分動(dòng)能使核得到反沖。碰撞后，絕大部分能量仍由入射粒子帶走，但運(yùn)動(dòng)方向被偏轉(zhuǎn)核碰撞能量損失只是在入射帶電粒子能量很低或低速重離子入射時(shí)，對(duì)粒子能量損失的貢獻(xiàn)才是重要的。但對(duì)電子卻是引起反散射的主要過(guò)程。這種由入射帶電粒子與靶原子核發(fā)生彈性碰撞引起入射粒子的能量損失稱(chēng)之為核碰撞能量損失，我們把原子核對(duì)入射粒子的阻止作用稱(chēng)為核阻止。(4)、帶電粒子與核外電子的彈性碰撞受核外電子的庫(kù)侖力作用，入射粒子改變運(yùn)動(dòng)方向。同樣為滿(mǎn)足能量和動(dòng)量守恒，入射粒子要損失一點(diǎn)動(dòng)能，但這種能量的轉(zhuǎn)移很小，比原子中電子的最低激發(fā)能還小，電子的能量狀態(tài)沒(méi)有變化。實(shí)際上，這是入射粒子與整個(gè)靶原子的相互作用。這種相互作用方式只是在極低能量(100eV)的β粒子方需考慮,其它情況下完全可以忽略掉。（5）、線(xiàn)阻止本領(lǐng)，質(zhì)量阻止本領(lǐng)線(xiàn)阻止本領(lǐng)

定義：dE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值。質(zhì)量阻止本領(lǐng)定義：主要是計(jì)算上的優(yōu)勢(shì)。質(zhì)量碰撞/輻射阻止本領(lǐng)質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)定義：質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)定義：阻止本領(lǐng)分類(lèi)：在相同介質(zhì)中，若相同，則兩種重離子的碰撞阻止本領(lǐng)相同，即：對(duì)重離子：質(zhì)量碰撞/輻射阻止本領(lǐng)（續(xù)）這意味著重離子的能量損失機(jī)制主要電離、激發(fā)；質(zhì)量碰撞/輻射阻止本領(lǐng)（續(xù)）對(duì)電子：簡(jiǎn)化，當(dāng)E>3MeV,n=700±100MeV；的電子能量稱(chēng)為臨界能量；

低能電子(S/ρ)c值較大，高能電子(S/ρ)r值較大。近似關(guān)系：（6）、質(zhì)量角散射本領(lǐng)定義：描述平行入射的帶電粒子束偏離其入射方向的概率分布。規(guī)律：與原子序數(shù)平方成正比，與入射帶電粒子動(dòng)能平方成反比。（7）、射程（7）射程投影射程射程(Range)的定義帶電粒子沿入射方向所行徑的最大距離，稱(chēng)為入射粒子在該物質(zhì)中的射程R。入射粒子在物質(zhì)中行徑的實(shí)際軌跡的長(zhǎng)度稱(chēng)作路程(Path)。路程>射程重帶電粒子的質(zhì)量大，與物質(zhì)原子相互作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向幾乎不變。因此，重帶電粒子的射程與其路程相近。重帶電粒子與物質(zhì)的相互作用重帶電粒子與物質(zhì)相互作用的特點(diǎn)重帶電粒子均為帶正電荷的離子；重帶電粒子主要通過(guò)電離損失而損失能量，同時(shí)使介質(zhì)原子電離或激發(fā)；重帶電粒子在介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)徑跡近似為直線(xiàn)。InteractionofHeavyChargedParticlesBragg曲線(xiàn)與能量歧離Bragg曲線(xiàn)：帶電粒子的能量損失率沿其徑跡的變化曲線(xiàn)。能量歧離(EnergyStraggling)：

單能粒子穿過(guò)一定厚度的物質(zhì)后，將不再是單能的，而發(fā)生了能量的離散。能量歧離是由能量損失是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程所決定的。射程往往通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定：探測(cè)器源平均射程外推射程入射粒子能量高，其射程長(zhǎng)；反之則短。在某種物質(zhì)中，確定的入射重帶電粒子的射程與粒子能量之間存在著確定的關(guān)系，常以曲線(xiàn)的形式給出。射程歧離：由于帶電粒子與物質(zhì)的相互作用是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，因此單能粒子的射程也是有漲落的，稱(chēng)為射程歧離。對(duì)圖中曲線(xiàn)進(jìn)行微分，得到一峰狀分布，其寬度常用以度量該粒子在所用吸收體中的射程歧離?？祀娮拥奈张c射程電子的運(yùn)動(dòng)徑跡是曲折的。電子的射程和路程相差很大。電子的射程比路程小得多。1)單能電子的吸收與β粒子吸收的差別由于單能電子和β粒子易受散射，其吸收衰減規(guī)律不同于α粒子。但均存在最大射程Rmax。射程往往通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定：探測(cè)器源對(duì)粒子，當(dāng)吸收介質(zhì)的厚度遠(yuǎn)小于時(shí)，粒子的吸收衰減曲線(xiàn)近似服從指數(shù)規(guī)律：

為吸收體的吸收系數(shù)t為吸收體的厚度

m為吸收體的質(zhì)量吸收系數(shù)tm

為吸收體的質(zhì)量厚度

射線(xiàn)在鋁中的射程：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，其它典型物質(zhì)中

射線(xiàn)的射程：

Ge：R~E

max

，(mm,MeV)Al：R~2E

max

，(mm,MeV)Air：R~400E

max

，(cm,MeV)對(duì)比：4MeV

在空氣中的射程約為2.5cm。2)電子的散射與反散射

電子與靶物質(zhì)原子核庫(kù)侖場(chǎng)作用時(shí)，只改變運(yùn)動(dòng)方向，而不輻射能量的過(guò)程稱(chēng)為彈性散射。由于電子質(zhì)量小，因而散射的角度可以很大，而且會(huì)發(fā)生多次散射，最后偏離原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，電子沿其入射方向發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，稱(chēng)為反散射。定義反散射系數(shù)：探測(cè)器對(duì)同種材料，入射電子能量越低，反散射越嚴(yán)重；對(duì)同樣能量的入射電子，原子序數(shù)越高的材料，反散射越嚴(yán)重。對(duì)低能電子在高原子序數(shù)的厚樣品物質(zhì)上的反散射系數(shù)可達(dá)50％。從實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)看出：反散射的利用與避免1)對(duì)放射源而言，利用反散射可以提高β源的產(chǎn)額。2)對(duì)探測(cè)器而言，要避免反散射造成的測(cè)量偏差。給源加一個(gè)高Z厚襯底。使用低Z材料作探測(cè)器的入射窗和探測(cè)器。探測(cè)器定義：帶電粒子在單位路程上所產(chǎn)生的離子對(duì)數(shù)稱(chēng)為比電離，以S表示。帶電粒子入射到靶物質(zhì)中后，在單位路程上能量損失與粒子的速度，所帶電荷數(shù)有關(guān)，所以單位路程上產(chǎn)生的電子。離子對(duì)數(shù)目也與粒子的速度和所帶電荷有關(guān)。相對(duì)電離密度與剩余路程的函數(shù)關(guān)系（8）、比電離

速度相同時(shí),電荷多的S大。

同一種粒子,速度小,S大,但當(dāng)速度接近為0時(shí),S劇降為0。α粒子與核外電子的作用單位距離上α粒子作用所產(chǎn)生的離子對(duì)總數(shù)。在距離小處，α粒子速度快，作用時(shí)間短，比電離?。荒┒饲?，速度慢作用時(shí)間長(zhǎng)，有極大值；此后，能量耗盡，比電離快速衰減到0。比電離（電離比度）比電離距離空氣中各點(diǎn)的比電離變化定義：表示帶電粒子在某一長(zhǎng)度徑跡上消耗的能量與該徑跡長(zhǎng)度之比。與射線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)速度和電荷量有關(guān)。電荷較高而移動(dòng)較慢的粒子具有較高的LET。（9）、傳能線(xiàn)密度（LET)

意義：主要用于放射治療時(shí)射線(xiàn)的選擇。

射線(xiàn)的LET越高，對(duì)組織的損傷也就越大，在放療時(shí)可以有目的的選擇高LET的射線(xiàn)。小結(jié)——帶電粒子與物質(zhì)的相互作用InteractionCharacteristics:主要為電離能量損失單位路徑上有多次作用——單位路徑上會(huì)產(chǎn)生許多離子對(duì)和較大的能量轉(zhuǎn)移每次碰撞損失能量少運(yùn)動(dòng)徑跡近似為直線(xiàn)在所有材料中的射程均很短HeavyChargedParticleInteractionsElectronsandPositronsInteractionsInteractionCharacteristics:電離能量損失和輻射能量損失單位路徑上較少相互作用——單位路徑上產(chǎn)生較少的離子對(duì)和較小的能量轉(zhuǎn)移每次碰撞損失能量大路徑不是直線(xiàn)，散射大復(fù)習(xí)：中子的分類(lèi)與性質(zhì)1、中子的分類(lèi)2)中能中子：1KeV～0.5MeV。1)慢中子：0～1KeV。包括冷中子、熱中子、超熱中子、共振中子。3)快中子：0.5MeV～10MeV。4)特快中子：>10MeV。熱中子：與吸收物質(zhì)原子處于熱平衡狀態(tài)，能量為0.0253eV，中子速度~2.2×103m/s.中子的性質(zhì)質(zhì)量：mn＝1.008335u＝939.535300MeV/c2自旋：sn＝1/2,費(fèi)米子電荷：0，中性粒子磁矩：

n＝－1.913042

N中子壽命：發(fā)生

－衰變的半衰期T1/2=10.30min2.中子與物質(zhì)的相互作用1.中子的散射1)彈性散射

(n,n)

中子與物質(zhì)的相互作用實(shí)質(zhì)上是中子與物質(zhì)的靶核的相互作用。出射粒子仍為中子、剩余核仍為靶核。出射中子的動(dòng)能：反沖核的動(dòng)能：當(dāng)反沖核為質(zhì)子(氫核)時(shí)，M＝m，上式變?yōu)椋寒?dāng)

=0時(shí)，反沖質(zhì)子能量最大，Tp=Tn反沖質(zhì)子在實(shí)驗(yàn)室座標(biāo)系中的能量分布的概率密度函數(shù)為：即對(duì)入射的單能中子而言，實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中，其反沖質(zhì)子的能量分布是一個(gè)矩形，最大能量為T(mén)n，最小為零。這個(gè)關(guān)系可用于快中子能譜測(cè)量。2)非彈性散射(n,n’

)

入射中子的能量損失不僅使靶核得到反沖，且使靶核處于激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的靶核退激時(shí)放出一個(gè)或幾個(gè)特征光子，在核分析技術(shù)中有重要的應(yīng)用。2.中子的俘獲1)中子的輻射俘獲

(n,

)

中子射入靶核后與靶核形成一個(gè)復(fù)合核，而后復(fù)合核通過(guò)發(fā)射一個(gè)或幾個(gè)特征光子躍遷到基態(tài)。這些特征光子不同于

(n,n’)的特征光子。由于這些光子的發(fā)射與復(fù)合核的壽命相關(guān)，一般很快，故稱(chēng)為“中子感生瞬發(fā)射線(xiàn)”，同樣在核分析技術(shù)中有重要的應(yīng)用。復(fù)合核的形成。

當(dāng)發(fā)生(n,

)反應(yīng)后，新形成的核素是放射性的，就是常說(shuō)的“活化”，測(cè)量活化核素的放射性可以用來(lái)測(cè)量中子流的注量率區(qū)分中子的能量范圍。2)發(fā)射帶電粒子的中子核反應(yīng)

如(n,

)，(n,p)等，這些反應(yīng)在中子探測(cè)中應(yīng)用很多，成為探測(cè)中子的主要手段。

如(n,2n)，(n,np)等，這些反應(yīng)的閾能較高，在8～10MeV以上，只有特快中子才能發(fā)生。3)裂變反應(yīng)(n,f)4)多粒子發(fā)射13.4中子探測(cè)的基本方法中子探測(cè)的特點(diǎn)：1)中子為中性粒子，不能直接引起探測(cè)介質(zhì)的電離、激發(fā)。2)在探測(cè)器或探測(cè)介質(zhì)內(nèi)必須具備能同中子發(fā)生相互作用產(chǎn)生可被探測(cè)的次級(jí)粒子的物質(zhì)(輻射體)，中子在輻射體上發(fā)生核反應(yīng)、核反沖、核裂變等次級(jí)過(guò)程，產(chǎn)生帶電的次級(jí)粒子，如，p，f等，探測(cè)器記錄這些次級(jí)粒子并輸出信號(hào)。3)中子與輻射體有較大的作用截面，以獲得較大的中子探測(cè)效率。1.核反應(yīng)法主要的核反應(yīng)有：反應(yīng)截面與中子能量的關(guān)系：1/v規(guī)律，即隨中子能量增加，反應(yīng)截面減小，因此核反應(yīng)法適用于慢中子的測(cè)量，尤其是熱中子的測(cè)量。反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，反應(yīng)能Q在生成核與出射粒子之間分配。由于反應(yīng)能Q比較大，又主要用于慢中子探測(cè)，即：故出射粒子能量難以反映慢中子的能量，因此，核反應(yīng)法常用于中子注量率的測(cè)量。這時(shí)，Q大易于甄別去除本底信號(hào)。探測(cè)介質(zhì)中含有上述核素的氣體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器，或上述材料作為外輻射體的半導(dǎo)體探測(cè)器均可用核反應(yīng)法進(jìn)行中子探測(cè)。2.核反沖法中子與靶核的彈性碰撞產(chǎn)生反沖核。

主要發(fā)生在氫核上，常用含氫物質(zhì)作為輻射體。反沖質(zhì)子使探測(cè)介質(zhì)電離、激發(fā)而產(chǎn)生輸出信號(hào)。反沖質(zhì)子能量：反沖質(zhì)子數(shù)：

反沖質(zhì)子的能譜為矩形分布。此法主要用于快中子的探測(cè)，尤其是快中子能量的測(cè)量。因此，探測(cè)介質(zhì)中富含含氫物質(zhì)的探測(cè)器，如含氫正比管、有機(jī)閃爍體等適用于核反沖法測(cè)量快中子能譜。3.核裂變法中子與重核發(fā)生核裂變產(chǎn)生裂變碎片，裂變碎片是巨大的帶正電荷的粒子，能使探測(cè)器輸出信號(hào)。通過(guò)測(cè)量碎片數(shù)，可求得中子注量率。裂變碎片的總動(dòng)能為150～170MeV，形成的脈沖幅度比本底脈沖幅度大得多，可用于強(qiáng)輻射場(chǎng)內(nèi)中子的測(cè)量。熱中子可引起的核裂變核：233U，235U，239Pu。如235U的熱中子截面為580b。對(duì)慢中子滿(mǎn)足1/v規(guī)律，僅適用于熱中子的注量率測(cè)量。一些重核只有當(dāng)中子能量大于某一閾能才能發(fā)生核裂變，可用此判斷中子的能量。4.活化法選用一些核素具有較高的活化截面，活化后放射性核素也具有較易測(cè)量的放射性。如：

測(cè)量粒子的發(fā)射率可確定中子的注量率。一般，熱中子的活化截面較高，此法適用于熱中子的注量率的測(cè)量。

射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用3.4探測(cè)學(xué)中射線(xiàn)含義——電磁輻射特征射線(xiàn)：湮沒(méi)輻射：核能級(jí)躍遷正電子湮沒(méi)產(chǎn)生特征X射線(xiàn)：原子能級(jí)躍遷軔致輻射：帶電粒子速度或運(yùn)動(dòng)方向改變產(chǎn)生特點(diǎn)：

光子是通過(guò)次級(jí)效應(yīng)(一種“單次性”的隨機(jī)事件)與物質(zhì)的原子或原子核外電子作用，一旦光子與物質(zhì)發(fā)生作用，光子或者消失或者受到散射而損失能量，同時(shí)產(chǎn)生次電子；

次級(jí)效應(yīng)主要的方式有三種，即光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)。

射線(xiàn)與物質(zhì)發(fā)生不同的相互作用都具有一定的概率，仍用截面這個(gè)物理量來(lái)表示作用概率的大小。而且，總截面等于各作用截面之和，即：總截面光電效應(yīng)截面康普頓效應(yīng)截面電子對(duì)效應(yīng)截面1、光電效應(yīng)PhotoelectricEffect

射線(xiàn)(光子)與物質(zhì)原子中束縛電子作用，把全部能量轉(zhuǎn)移給某個(gè)束縛電子，使之發(fā)射出去(稱(chēng)為光電子photoelectron)，而光子本身消失的過(guò)程，稱(chēng)為光電效應(yīng)。

光電效應(yīng)是光子與原子整體相互作用，而不是與自由電子發(fā)生相互作用。因此，光電效應(yīng)主要發(fā)生在原子中結(jié)合的最緊的

K層電子上。

光電效應(yīng)發(fā)生后，由于原子內(nèi)層電子出現(xiàn)空位，將發(fā)生發(fā)出特征X射線(xiàn)或俄歇電子的過(guò)程。1)光電子的能量由能量守恒：因此，光電子能量為：光電效應(yīng)是光子與原子整體的相互作用，而不是與自由電子的相互作用。否則不能同時(shí)滿(mǎn)足能量和動(dòng)量守恒。2)光電截面入射光子與物質(zhì)原子發(fā)生光電效應(yīng)的截面稱(chēng)之為光電截面。

k為k層光電截面理論上可給出的光電效應(yīng)截面公式。對(duì)：，即非相對(duì)論情況

，經(jīng)典電子散射截面，又稱(chēng)Thomson截面。

對(duì)：，即相對(duì)論情況

對(duì)：與吸收限有關(guān)，在吸收限

處出現(xiàn)階躍而成鋸齒狀。光電效應(yīng)截面小結(jié)：對(duì)于選擇探測(cè)器的材料的提示：對(duì)防護(hù)、屏蔽

射線(xiàn)的提示：(1)與吸收材料Z的關(guān)系

光子能量越高，光電效應(yīng)截面越小。(2)與射線(xiàn)能量的關(guān)系采用高原子序數(shù)的材料，可提高探測(cè)效率。采用高Z材料可以有效阻擋射線(xiàn)。+++3)光電子的角分布光電子的角分布代表進(jìn)入平均角度為

方向的單位立體角內(nèi)的光電子數(shù)的比例。相對(duì)于入射

光子方向的角度。在不同出射方向光電子的產(chǎn)額是不同的，這種截面對(duì)于空間的微分，也就是微分截面。光電子角分布的特點(diǎn)：(1)在＝0

和＝180

方向沒(méi)有光電子飛出；(2)光電子在哪一角度出現(xiàn)最大概率與入射光子能量有關(guān)；當(dāng)入射光子能量低時(shí)，光電子趨于垂直方向發(fā)射，當(dāng)光子能量較高時(shí)，光電子趨于向前發(fā)射。2、康普頓效應(yīng)ComptonEffect

康普頓效應(yīng)是射線(xiàn)(光子)與核外電子的非彈性碰撞過(guò)程。在作用過(guò)程中，入射光子的一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，使它脫離原子成為反沖電子，而光子受到散射，其運(yùn)動(dòng)方向和能量都發(fā)生變化，稱(chēng)為散射光子。

康普頓散射可近似為光子與自由電子發(fā)生相互作用（彈性碰撞）?？灯疹D效應(yīng)主要發(fā)生在原子中結(jié)合的最松的外層電子上。1)反沖電子與散射光子的能量與散射角及入射光子能量之間的關(guān)系光子的能量：電子的動(dòng)能：光子的動(dòng)量：電子的動(dòng)量：相對(duì)論關(guān)系：由能量守恒由動(dòng)量守恒可得到：散射光子能量：反沖電子能量：反沖角：小結(jié)：(1)散射角

＝0

時(shí)，表明：入射光子從電子旁邊掠過(guò)，未受到散射，光子未發(fā)生變化。(2)散射角

＝180

時(shí)，散射光子能量最小，而反沖電子能量最大。(3)散射角

在0～180之間連續(xù)變化；反沖角

在90～0相應(yīng)變化。2)康普頓散射截面入射光子與單個(gè)電子發(fā)生康普頓效應(yīng)的截面稱(chēng)之為康普頓散射截面。近似與光子能量成反比。近似與入射光子能量無(wú)關(guān)，為常數(shù)。對(duì)整個(gè)原子的康普頓散射的總截面Z大，康普頓散射截面大；入射粒子能量大，康普頓散射截面小?？灯疹D散射截面與入射光子能量的關(guān)系比光電效應(yīng)要緩和。其中康普頓散射的微分截面表示散射光子落在某

方向單位立體角內(nèi)的概率?？捎蒏lein－Nihsina公式給出：微分截面有時(shí)也用表示那么，和什么關(guān)系？3)反沖電子的角分布和能量分布為反沖電子落在

方向單位立體角內(nèi)的概率。為反沖電子落在

方向單位反沖角內(nèi)的概率。為反沖電子落在Ee處單位能量間隔的概率。反沖電子的能量分布，即反沖電子的能譜。小結(jié)：(1)任何一種單能射線(xiàn)產(chǎn)生的反沖電子的動(dòng)能都是連續(xù)分布的。且存在最大反沖電子動(dòng)能。(2)在最大反沖電子動(dòng)能處，反沖電子數(shù)目最多，在能量較小處，存在一個(gè)坪。3、電子對(duì)效應(yīng)PairProduction

電子對(duì)效應(yīng)是當(dāng)入射射線(xiàn)(光子)能量較高(>1.022MeV)時(shí)，當(dāng)它從原子核旁經(jīng)過(guò)時(shí)，在核庫(kù)侖場(chǎng)的作用下，入射光子轉(zhuǎn)化為一個(gè)正電子和一個(gè)電子的過(guò)程。

電子對(duì)效應(yīng)除涉及入射光子與電子對(duì)以外，必須有第三者——原子核的參與，否則不能同時(shí)滿(mǎn)足能量和動(dòng)量守恒。電子對(duì)效應(yīng)要求入射光子的能量必須大于1.022MeV。1)正負(fù)電子的能量由能量守恒：因此，正負(fù)電子的總動(dòng)能為：總動(dòng)能是在電子和正電子之間隨機(jī)分配的，都可以從取值。

由動(dòng)量守恒，電子和正電子應(yīng)沿著入射光子方向的前向角度發(fā)射。2)正負(fù)電子的運(yùn)動(dòng)方向

而且，入射光子的能量越高，正負(fù)電子的發(fā)射方向越是前傾。3)電子對(duì)效應(yīng)的截面當(dāng)：時(shí)：電子對(duì)效應(yīng)截面隨Z的增加而增加，也隨入射粒子的能量的增加而增加。當(dāng)：稍大于時(shí)：4)電子對(duì)效應(yīng)的后續(xù)過(guò)程正電子的湮沒(méi)。0.511MeV的湮沒(méi)輻射正電子湮沒(méi)

＋衰變電子對(duì)效應(yīng)分析能譜時(shí)，若發(fā)現(xiàn)：4、其他作用過(guò)程(1)

相干散射——Rayleigh散射，是低能光子與束縛電子間的彈性散射。其機(jī)制是電子在電磁輻射的作用下受迫振動(dòng)