через ряд проміжних станів, тому гамма-випромінювання може містити кілька груп гамма-квантів, що відрізняються значеннями енергії.
Гамма-кванти, володіючи нульовою масою спокою, не можуть сповільнюватися в середовищі, вони або поглинаються або розсіюються. Гамма-випромінювання не має заряду і тим самим не зазнає впливу кулонівських сил. При проходженні пучка гамма-квантів через речовину їх енергія не змінюється, але зменшується інтенсивність, відповідно до закону (- інтенсивності гамма-випромінювання на вході і виході шару поглинаючої речовини товщиною X , - коефіцієнт поглинання); залежить від властивостей речовини і енергії гамма-квантів.
Основними процесами, супроводжуючими проходження гамма-випромінювання через речовину є фотоефект, Компт-Новскі розсіяння та освіта електронно-позитронного пар (рис. 1.3).
фотоефекту називається процес, при якому атом повністю поглинає гамма квант з енергією hv і випускає електрон з кінетичною енергією E k , рівній
В
де I - енергія іонізації відповідної атомної оболонки. Якщо енергія hv достатня для виривання електрона з будь атомної оболонки ( hv > ), то найбільш імовірним буде випускання сильно пов'язаних, тобто глибинних атомних електронів. Збільшення порядкового номера z поглинача призводить до збільшення ймовірності фотоефекту, оскільки послаблюється зв'язок електронів з атомним залишком і зростає число електронів в атомі. З ростом енергії hv ймовірність фотоефекту знижується.
Комптонівське розсіюванням називається такий процес, при якому гамма-квант, взаємодіючи зі слабо пов'язаним електроном, передає йому частину своєї енергії hv і розсіюється під кутом q до початкового напрямку, а електрон залишає атом, володіючи кінетичної енергією.
Збільшення енергії гамма квантовпріводіт до монотонного зменшенням ймовірності Комптон-ефекту.
Народження електронно-позитронної пари - процес, при якому гамма-квант перетворюється на пару частинок - електрон і позитрон, в результаті взаємодії з електричним полем ядра або електрона. Процес народження пари частинок в полі ядра можливий при енергіях гамма-квантів перевищують 1,02 МеВ. Для виникнення такого ж процесу в полі електрона енергія гамма квантів повинна досягти порогового значення 2,04 МеВ.
Механізм поглинання гамма-випромінювання залежить від його енергії. Якщо енергія кванта менше 100-200 кеВ, то найбільш імовірним механізмом поглинання є фотоефект. Утворився при фотоефекті електрон здатний викликати іонізацію середовища в якій він рухається. При енергіях, більших 200 кеВ і аж до 100 МеВ, основним механізмом поглинання енергії гамма квантів є Комптон-ефект. Починаючи з енергії гамма кванта 1,02 МеВ з'являється ймовірність утворення електронно-позитронного пар. Енергія кванта, рівна 1,02 МеВ, витрачається н...
