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《射線與物質的相互作用2（碩）ppt課件.pptx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、電離輻射與物質相互作用上海交通大學王德忠教授2013年3月20日物質對射線的吸收射線窄束衰減(narrow-beamattenuation)規(guī)律γ射線通過物質時，如果發(fā)生幾種效應中間的一種效應，γ光子就從光子束中分離出來（在康普頓散射時，認為散射γ光子不能算在原來γ光子入射束內），這種情況稱為γ射線窄束衰減情況γ射線窄束衰減實驗發(fā)現(xiàn)，γ射線在窄束衰減情況下服從I0：單位時間內入射到垂直于光子束單位面積物質上的光子數(shù)目I：單位時間內穿透厚度為的物質以后垂直于原來光子方向單位面積上的光子數(shù)目N：物質單位體積內的原子數(shù)目σ：每個原子對γ光子的作用截面，是三種效應的總截面令，可以得到，
2、μ稱為物質對γ射線的線性衰減系數(shù)線性衰減系數(shù)(Linearattenuationcoefficient)線性衰減系數(shù)的物理意義是單位路程上γ射線與物質發(fā)生相互作用的總幾率定義：質量衰減系數(shù)質量衰減系數(shù)與ρ即物質狀態(tài)無關相應質量厚度表示為：吸收規(guī)律的另一種更常用的表達式半吸收厚度(half-absorptionthickness)與帶電粒子不同，?射線沒有射程的概念窄束?射線強度衰減服從指數(shù)衰減規(guī)律，只有衰減（吸收）系數(shù)及相應的半吸收厚度的概念半吸收厚度:當穿過吸收層后其強度減小到初始強度一半時的吸收層厚度寬束條件下的吸收規(guī)律平行窄束：準直后的平行射線束，探測器記錄直射光子寬束：
3、直射光子＋散射光子寬束條件下的衰減規(guī)律累積因子B:與入射?能量E?和探測器的類型有關；還與測量時的幾何條件有關。三種效應質量衰減系數(shù)的比較每個原子的三種效應截面都與γ射線能量有關，但在一定的能量區(qū)域只有一種效應占優(yōu)勢，對于低能γ射線和原子序數(shù)高的吸收物質，光電效應占優(yōu)勢對一種特定物質來說，存在一個γ射線能量值，具有此能量的γ射線最易穿透該物質，該能量通常稱為γ射線的臨界吸收能量臨界吸收能量：電子對效應截面的升高速度等于光電效應截面和康普頓效應截面的降低速度時的能量。影響三種效應截面的因素三種效應的截面都與原子序數(shù)Z有關，σph與Z5成正比，σc與Z成正比，σp與Z2成正比，所以
4、物質的衰減系數(shù)與物質原子的原子序數(shù)有密切的關系，也與γ射線的能量有關三種效應的相對重要性與Z及能量hv的關系低能射線和原子序數(shù)高的吸收物質，光電效應占優(yōu)勢中能射線和原子序數(shù)低的吸收物質，康普頓效應占優(yōu)勢高能射線和原子序數(shù)高的吸收物質，電子對效應占優(yōu)勢三種效應質量衰減系數(shù)的比較質量衰減系數(shù)μ/ρ、質能轉移系數(shù)μtr/ρ和質能吸收系數(shù)μen/ρ三個系數(shù)，都是針對不帶電粒子(X、Y射線和中子)穿過物質時發(fā)生的物理現(xiàn)象而定義的質量衰減系數(shù)度量：平均有多少粒子減少質能轉移系數(shù)度量：平均有多少能量轉移為帶電粒子的動能質能吸收系數(shù)度量：平均有多少能量被物質所吸收三者的單位都是m2·kg-1質
5、量衰減系數(shù)(massattenuationcoefficient)描述不帶電粒子在物質中，經(jīng)各種相互作用發(fā)生了能量或方向的改變而減弱。定義：某物質對不帶電致電離粒子的質量衰減系數(shù)μ/ρ是dN/N除以ρdl所得的商：ρ是介質的密度dN/N是粒子穿行距離dl時發(fā)生相互作用的份額質量衰減系數(shù)質量衰減系數(shù)μ/ρ，只涉及到物質中入射不帶電粒子數(shù)目的減少，并不涉及進一步的物理過程，它的數(shù)值不因材料物理狀態(tài)的改變而改變。以γ射線為例，γ射線與物質相互作用主要分為三種過程：光電效應、康普頓散射和電子對效應γ射線在物質中的衰減，通常是幾種過程疊加的結果質量衰減系數(shù)元素的質量衰減系數(shù)massatt
6、enuationcoefficient材料的質量衰減系數(shù)質量能量轉移系數(shù)(massenergytransfercoefficient)定義：某物質對不帶電粒子的質量能量轉移系數(shù)μtr/ρ，是dEtr/NE除以ρdl所得的商，即ρ是物質的密度；N是粒子數(shù)，E是每—粒子的能量(不包括靜止能量)；dEtr/NE是入射粒子在物質中穿過質量厚度ρdl的物質層后，因相互作用，其能量轉移給帶電粒子的份額。質量能量轉移系數(shù)μtr/ρ的單位也是m2·kg-1。質量能量轉移系數(shù)μtr/ρ，只涉及到在物質中入射不帶電粒子能量的轉移，而不涉及能量是否被物質吸收的問題。質量能量轉移系數(shù)在γ射線與物質相互
7、作用的三種主要過程中，光子能量都有一部分轉變?yōu)殡娮?如光電子、反沖電子和正、負電子對)的動能，而另一部分能量被能量較低的光子(如特征X射線、散射光子和淹滅輻射)所帶走μp表示光子能量的輻射轉移部分；μtr表示光子能量的電子轉移部分，稱之為線性能量轉移系數(shù)質量能量轉移系數(shù)在輻射劑量學中，重要的是確定光子能量的電子轉移部分，因為光子最后在物質中被吸收的能量來自這部分。μtr可表示為表示輻射在物質中穿過單位長度距離后，由于相互作用，其能量轉移給電子的份額。τa、σa和κa分別表示光電效應、康普頓散
