第四章 射线与物质的相互作用-2

第四章 射线与物质的相互作用

第一节 引言 研究、了解射线与物质相互作用的机制和特点，是进行射线探测的基 研究、了解射线与物质相互作用的机制和特点， 础； 研究、了解射线与物质相互作用的机制和特点，也是人们设计、制造 研究、了解射线与物质相互作用的机制和特点，也是人们设计、 各种核辐射探测器的基础； 各种核辐射探测器的基础； 研究、了解射线与物质相互作用的规律，是人们选择适合的材料及其 研究、了解射线与物质相互作用的规律， 适当的厚度，以有效地阻止和屏蔽各种能量射线的穿透， 适当的厚度，以有效地阻止和屏蔽各种能量射线的穿透，进行辐射防 护的基础； 护的基础； 根据射线与物质的相互作用，人们可以扩大和深入开展核技术在工业、 根据射线与物质的相互作用，人们可以扩大和深入开展核技术在工业、 农业、医学及各种边缘学科中的应用研究。 农业、医学及各种边缘学科中的应用研究。

第四章 射线与物质的相互作用

第一节 引言射线与物质相互作用的过程，经典力学将其描述为一个碰撞过程。 射线与物质相互作用的过程，经典力学将其描述为一个碰撞过程。分 为: 弹性碰撞：碰撞前后系统的动能之和相等。 弹性碰撞：碰撞前后系统的动能之和相等。 非弹性碰撞：碰撞前后系统的动能之和不相等。 非弹性碰撞：碰撞前后系统的动能之和不相等。 射线与物质的相互作用主要分为四类： 射线与物质的相互作用主要分为四类：射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞 射线与作用物质核外电子的弹性碰撞 射线与作用物质原子核的非弹性碰撞 射线与作用物质原子核的弹性碰撞

第四章 射线与物质的相互作用

射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞： 1>. 射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞： -引起作用物质原子的电离、激发 引起作用物质原子的电离、 电离： 电离： 入射的粒子将一部分能量通过库仑力传递给了靶原子核外的电子。核 入射的粒子将一部分能量通过库仑力传递给了靶原子核外的电子。 外电子获得能量足以克服原子核对它的束缚而变成自由电子时， 外电子获得能量足以克服原子核对它的束缚而变成自由电子时，靶物 质的原子就变成了一个失去电子的正离子， 质的原子就变成了一个失去电子的正离子，即靶物质中的原子分离成 了一个自由电子和一个正离子。 了一个自由电子和一个正离子。 如果发射出来的自由电子具有足够的动能，还可能与其它的靶原子核 如果发射出来的自由电子具有足够的动能，

继续发生碰撞电离。 继续发生碰撞电离。3

第四章 射线与物质的相互作用

射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 1>. 射线与核外电子的非弹性碰撞： 射线与核外电子的非弹性碰撞： 电离： 电离： 原子的最外层电子受原子核的束缚最弱，容易被电离。 原子的最外层电子受原子核的束缚最弱，容易被电离。 如果原子的内壳层电子(像K层、L层电子 被电离，便会在该壳层上留 层电子)被电离 如果原子的内壳层电子 像 层 层电子 被电离， 下空穴，外层高能级的电子就要向内层的空穴跃迁， 下空穴，外层高能级的电子就要向内层的空穴跃迁，多余的能量就会 以特征x射线或者俄歇电子的形式发射出来。 以特征 射线或者俄歇电子的形式发射出来。 射线或者俄歇电子的形式发射出来

第四章 射线与物质的相互作用 射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 1>. 射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞： 射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞： -引起作用物质原子的电离、激发 引起作用物质原子的电离、 激发: 激发: 如果入射粒子传递给靶原子核外电子的能量还比较小， 如果入射粒子传递给靶原子核外电子的能量还比较小，不足以使其电 离，但仍然可以使其从低能级状态向高能级状态跃迁，其结果使靶原 但仍然可以使其从低能级状态向高能级状态跃迁， 子处于激发状态。 子处于激发状态。 处于激发状态的原子是不稳定的，一定要发生退激而回到基态。 处于激发状态的原子是不稳定的，一定要发生退激而回到基态。退激 时释放出来的能量以光的形式发射(这就是受激原子的发光) 时释放出来的能量以光的形式发射(这就是受激原子的发光)。这与原 子核处于激发态，退激时发出γ射线的本质不同。 子核处于激发态，退激时发出γ射线的本质不同。

第四章 射线与物质的相互作用 射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 1>. 射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞： 射线与作用物质核外电子的非弹性碰撞： 电离、激发→ 电离、激发→电离损失 入射粒子与核外电子发生非弹性碰撞， 入射粒子与核外电子发生非弹性碰撞，导致靶物质中的原子电离和激 是射线穿过物质时损失能量的主要方式，称之为电离损失。 发，是射线穿过物质时损失能量的主要方式，称之为电离损失。有时 也称之为非弹性碰撞能量损失。 也称之为非弹性碰撞能量损失。 非弹性碰撞能量损失

第四章 射线与物质的相互作用 射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 2>.射线与作用物质核外电子的弹性碰撞： 射线与作用物

质核外电子的弹性碰撞： -入射粒子被散射 入射粒子被散射 当入射粒子的能量较低时， 当入射粒子的能量较低时，入射粒子与靶原子的核外电子发生弹性碰 此时，入射粒子改变其运动方向， 撞。此时，入射粒子改变其运动方向，核外电子的能量状态没有什么 变化。通常把这种现象称之为散射。 变化。通常把这种现象称之为散射。

第四章 射线与物质的相互作用 射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 3>.射线与作用物质原子核的非弹性碰撞： 3>.射线与作用物质原子核的非弹性碰撞： 射线与作用物质原子核的非弹性碰撞 -产生轫致辐射 产生轫致辐射 入射粒子靠近靶物质的原子核时， 入射粒子靠近靶物质的原子核时，受到靶原子核库伦力的吸引或者排 入射粒子运动的速度和方向会发生改变。 斥，入射粒子运动的速度和方向会发生改变。随着入射粒子能量的减 称之为轫致辐射 弱，有一部分动能转化成能量连续的电磁辐射—称之为轫致辐射。 有一部分动能转化成能量连续的电磁辐射 称之为轫致辐射。

第四章 射线与物质的相互作用 射线与物质的相互作用： 射线与物质的相互作用： 4>.射线与原子核的弹性碰撞： 4>.射线与原子核的弹性碰撞： 射线与原子核的弹性碰撞 -入射粒子被靶物质吸收 入射粒子靠近靶物质的原子核时，改变了运动的速度和方向。 入射粒子靠近靶物质的原子核时，改变了运动的速度和方向。碰撞后 入射粒子将动能的绝大部分带走。损失的能量并不产生电子， 入射粒子将动能的绝大部分带走。损失的能量并不产生电子，也不使 核激发，而是传递给靶原子核，使其反冲。 核激发，而是传递给靶原子核，使其反冲。带走大部分动能的入射粒 子可在靶物质中继续进行多次弹性碰撞，最后被阻止在靶物质中， 子可在靶物质中继续进行多次弹性碰撞，最后被阻止在靶物质中，称 之为吸收。 之为吸收。

第四章 射线与物质的相互作用

第二节

重带电粒子与物质的相互作用

重带电粒子：指其质量比电子质量大得多的荷电粒子(像α粒子、质 重带电粒子：指其质量比电子质量大得多的荷电粒子( 粒子、 氘核等) 子、氘核等)。 重带电粒子主要与物质中靶原子的核外电子发生非弹性碰撞(使靶原 重带电粒子主要与物质中靶原子的核外电子发生非弹性碰撞( 子发生电离或激发) 它与靶原子核发生弹性碰撞的 …… 此处隐藏：4803字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……