, як уже згадувалася вище, випромінюванням кванта.
Важливою властивістю фотоефекту є сильна залежність від Z еф .
Для макроскопічного перетину фотоефекту:
П„ ф макро = П„ ф мікр * ПЃ * (A ав /А) [1.2 *]
1.2. Розсіяння гамма - квантів. [1,4,5]
Строго кажучи, в широкому спектрі випромінювання спостерігається два види розсіювання: розсіювання на вільних електронах (Некогерентного) і на пов'язаних електронах (когерентне).
1.2.1. Некогерентного (Комптонівське розсіяння).
Забігаючи в перед, зауважу, що термін вільні має сенс у тому, що енергія гамма - кванта набагато перевищує енергію зв'язку. Орбітальні електрони в даному випадку можна вважати таким, що покоїться або вільним. В акті взаємодії квант передає електрону частину своєї енергії і вилітає зі зміною своєї первісної траєкторії. Кількісно це можна описати:
E y * = E y /(1 + [E y /(m e c 2 )] * (1-cos Оё)) [1.3]
Векторно цей процесу можна проілюструвати рис 3 - а [1].
Рис 3. br/>
Як видно з малюнка, гамма - квант після взаємодії відхиляється на деякий кут П†, чисельно описуваний:
tg П† = [1/(1 + П‰)] ctg (Оё/2) [1.4]
З різною часткою ймовірності, кути розсіювання лежать в 4ПЂ - області. Ймовірність розсіяння на певний кут залежить від енергії гамма-кванта до взаємодії. З ростом енергії ймовірність зворотного розсіювання зменшується. Залежність перерізу розсіяння від енергії (E y /m e c 2 ) у графічному вигляді наведена на рис 1.2
Диференціальне перетин Комптон - ефекту на електроні dПѓ e /dО©, віднесене до одиниці тілесного кута, описується формулою Клейна - Нішіни - Тамма:
В
dПѓ до мікр / < b> dО© = [r e 2 /2] * [(1 + cos 2 Оё)/(1 + П‰ (1-cos Оё)) 2 ] * {1 + [П‰ 2 (1 - cosОё) 2 /[(1 + cos 2 Оё) (1 + П‰ (1 - cosОё))]} [1.5]
В
Диференціальне перетин Комптон - ефекту має сенс ймовірності розсіювання кванта під даним кутом Оё в одиничний тілесний кут dО©. При інтегруванні вираження 1.5 по куту 4ПЂ отримаємо повний переріз комптонівського взаємодії (має сенс мікроскопічного): Пѓ до мікр = 2ПЂr e 2 {((1 + П‰)/П‰ 2 ) [(2 (1 + П‰)/(1 +2 П‰)) - (ln (1 +2 П‰)/П‰] + (ln (1 +2 П‰)/2П‰) - ((1 +3 П‰)/(1 +2 П‰) 2 )} [1.6]
З формули 1.3 видно, що при розсіянні під малими кутами втрати енергії мінімальні. З збільшенням кута Оё енергія розсіювання зменшується і приймає мінімальне значення при розсіянні тому. Повний переріз комптонівського взаємодії з зміною енергії падаючого кванта змінюється незначно, плавно зменшуючись з збільшенням енергії. В енергетичному вікні 0,01 - 3 МеВ плавно падає від ≈ 0,6 до ≈ 0,12 Барн. p> Зі зменшенням енергії падаючих гама - квантів різниця між E y і E y * зменшується при розсіянні під будь-яким кутом, до того ж E y * не приймає нульових значень.
З іншого боку в процесі комптонівського взаємодії гамма - квант передає електрону частину своєї енергії, але не зникає. Перетин цього процесу характеризує перетин істинного комптонівського поглинання. Сума перетину істинного комптонівського поглинання Пѓ до мікр п і перетин власне комптонівського розсіяння Пѓ до мікр р є повне мікроскопічне перетин комптонівського розсіювання.
Мікроскопічне перетин предпологает наявність в розглянутому обсязі як - б одного атома, на електронах якого розсіюється гамма - квант. Для переходу до макроскопічекому перетину треба врахувати електронну щільність середовища . Пѓ до макро характеризує спад гамма - квантів з вузького одиничного пучка при проходженні через середовище (екран). Дійсно, гамма - квант взаємодіючи з електроном поміняє свою траєкторію і, тим самим, віддалиться з пучка, причому ці видалення будуть тим частіше, чим більше розсіювання на одиницю довжини пучка, що відповідає щільності речовини.
Пѓ до макрос = ОЈ до мікр * ПЃ А ав * [Z/A] [1.7]
1.2.2 Розсіяння на пов'язаних електронах (Релеєвське).
Даний вид розсіювання спостерігається при енергіях гамма - квантів менше 20 - 50 кеВ. Перетин взаємодії прямо залежить від Z еф середовища. Переважає над некогерентним в смузі енергій менше 20 кеВ. Не реєструється при ГГКп. p> 1.3. Освіта електронно - позитронн...
