Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 61 стр.

поглощения фотонов в веществе.


                        Рис. 3.1. Иллюстрация к получению кривой поглощения




    Пусть на поверхность плоской мишени перпендикулярно ей
падает поток фотонов J0 см-2с-1 (риc. 3.1), и толщина мишени x (см)
настолько мала, что происходит лишь однократное взаимодействие.
Изменение интенсивности этого потока dJ           при прохождении
фотонами слоя вещества dx пропорционально величине потока J на
глубине этого слоя, толщине слоя dx (см), плотности атомов n (см-3) и
эффективному сечению взаимодействия фотонов σ (см2):
- d J= J n σ dx. Решение этого уравнения дает кривую поглощения
Jх = J0 e-σnx.
       Обычно с поглощением фотонов в веществе связывают два
понятия.
      1. Линейный коэффициент поглощения        τ = n σ ; [τ] = см-1 и
Jх = J0e-τx. Таким образом τ –1 - эта такая толщина вещества в
сантиметрах, на которой поток фотонов ослабляется в e раз.
      2. Массовый коэффициент поглощения µ = τ / ρ = σ· n / ρ, где
ρ (г/ см3) – плотность вещества. Размерность µ получается следующей:
[µ] = см2/г. При этом изменение потока фотонов принимает вид:
Jх = J0 e-µxρ, где xρ (г/cм2) – толщина вещества, измеренная в
массовых единицах. Смысл тот же – эта такая толщина вещества в
г/см2, на которой поток ослабляется в e раз.
      Коэффициент поглощения полностью характеризует прохождение
фотонов через вещество. Он зависит от свойств среды и энергии
фотонов. Если поглощение идет за счет нескольких различных
процессов, каждому из которых соответствует свой коэффициент
поглощения, µ i , τi, ,…, то полный коэффициент поглощения µ= ∑µ i и
τ = ∑ τi.
      Поглощение фотонов веществом в основном происходит за счет
трех процессов: фотоэффекта, комптон-эффекта и рождения
электронно-позитронных пар в кулоновском поле ядра.


                                 - 60 -