Взаимодействие излучений с веществом

Из всех видов излучений нас интересуют те, которые можно обнаружить с помощью газоразрядных ионизационных счетчиков, а также те, которые имеют значение при изучении механизма работы последних.

Как уже указывалось, световое излучение (от инфракрасных до ультрафиолетовых лучей включительно) не обладает способностью проникать через толщи различных тел (за исключением прозрачных). Оно способно возбуждать атомы газа и даже ионизировать пары некоторых веществ, потенциал ионизации которых не превышает энергии самых коротких из них—ультрафиолетовых лучей. При воздействии светового излучения на поверхность металла из нее вылетают электроны. Это явление получило название фотоэффекта. Для получения фотоэффекта величина энергии фотонов, падающих на поверхность металлов, должна быть равна или быть больше величины работы выхода электронов из данного металла. Явление фотоэффекта широко используется в технике при конструировании фотоэлементов и фотоэлектронных умножителей. Световое излучение оказывает химическое действие, что лежит в основе фотографии.

Рентгеновское излучение, как мы уже говорили, обладает значительной способностью проникать в толщу вещества. С уменьшением длины волны эта способность увеличивается. Это же относится и к γ-лучам. Вообще говоря, принципиальная разница между рентгеновскими и γ-лучами заключается только в их происхождении.

Первые рождаются во внешней части атома, в его электронной части, вторые возникают в ядре. По характеру же взаимодействия с веществом разницы между ними нет и отличаются они только длинами волн. Так, рентгеновские лучи занимают по шкале длин волн от 10-6 до 10-9 см (от 100 до 0,1 А), что соответствует интервалу энергий квантов от 100 до 105 эв, а γ-лучи имеют длины волн от 3*10-9 (0,3А) и менее, что соответствует энергии квантов от 4*104 эв и более.

Поэтому все, что мы расскажем о γ-лучах, будет относиться и к рентгеновским лучам.

При прохождении γ-излучения через вещество различают три вида взаимодействия : фотоэлектрическое поглощение, комптоновский эффект и образование пар (рис. 5).

В случае фотоэлектрического поглощения γ-квант полностью поглощается атомом, и при этом выбивает из него электрон. Так как энергия, необходимая для отрыва электрона от атома, исчисляется десятками электрон-вольт, а энергия γ-квантов — миллионами электрон-вольт, то почти вся энергия передается электрону в виде кинетической энергии. За счет этой энергии быстро движущийся электрон производит путем неупругих столкновений первого рода ионизацию большого числа нейтральных частиц газа. Выбитые γ-квантами электроны летят по направлениям, преимущественно перпендикулярным к направлению движения γ-кванта.

Страница 1 of 312...Last »