Caracterul general al interactiunii radiatiei γ cu substanta

Caracterul general al interactiunii radiatiei γ cu substanta

La analiza interactiunii cuantelor γ cu substanta trebuie luate in considerare toate cele trei procese: fotoefectul, efectul Compton si formarea de perechi electron-pozitron. In figura 1.21 sunt reprezentate sectiunile de absorbtie ale cuantelor γ in plumb in functie de energie, pentru fiecare din cele trei mecanisme de interactiune, precum si pentru sectiunea globala σ_t.

Fig. 1.21. Importanta relativa a celor trei efecte de interactiune γ in Pb

Sectiunea rezultanta pentru ele este

(1.62)

unde .

Din caracterul dependentei sectiunii de energia radiatiei γ, E_γ si de sarcina Z a nucleelor mediului rezulta ca in domeniul energiilor mici (E_γ<E₁) mecanismul de baza al interactiunii radiatiei γ cu mediul este fotoefectul, in domeniul intermediar (E₁<E_γ<E₂) este efectul Compton, iar in domeniul energiilor mari (E_γ>E₂) este procesul de formare de perechi electron-pozitron.

Valorile de frontiera ale energiilor ce delimiteaza domeniile mentionate mai sus, difera pentru medii diferite. Astfel in aluminiu (Z=13) ele sunt respectiv egale cu E₁=0,05 MeV si E₂=15 MeV, iar in plumb (Z=82) E₁=0,5 MeV si E₂=5 MeV (Fig. 1.22).

Un fascicul de radiatii γ care are o intensitate I₀ la intrarea intr-un strat de substanta de grosime x, va avea la iesire o intensitate data de legea exponentiala:

unde este coeficientul liniar de atenuare, iar N este numarul de atomi pe cm³ din substanta data (Fig. 1.23 si 1.24).

Fig. 1.22. Delimitarea domeniilor caracteristice celor trei efecte de interactiune

ale radiatiilor gama cu substanta

Fig. 1.23. Variatia coeficientilor de atenuare g in Pb.

Fig. 1.24. Variatia coeficientilor de atenuare g in Ge.