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文档简介

电离辐射剂量与防护电离辐射剂量学

第一章电离辐射与物质的相互作用第三讲不带电粒子与物质的相互作用一、γ和x射线与物质的相互作用1.作用类型与特点

（1）γ射线与x射线的定义（或产生）γ-rays：γ射线是由核和基本粒子转变（为核反应、核衰变、基本粒子衰变和基本粒子湮灭等）产生的电磁辐射光子。x-rays：a.轫致辐射x射线。由带电粒子在原子核库仑场中慢化而产生的电磁辐射。(在点电荷周围的电场称为库仑场,带电粒子被原子核周围库仑场所造成的散射称为库仑散射。)b.特征x射线。由原子电子能级改变而产生的电磁辐射。三种作用效应

光电效应康普顿效应电子对效应

产生次级电子电离效应次级电子使物质原子电离γ射线第1步初级作用第2步次级作用（3）特点

与带电粒子比较，光子与物质相互作用的截面小得多，在介质中可以穿行比较长的路程。一次相互作用过程中光子损失的平均能量较大。不能象带电粒子那样用阻止本领来研究不带电粒子在介质中的能量减少过程。用新的参数来描述它们与物质相互作用（Crosssection截面）、能量转移（energytransfer）和能量吸收（energyabsorption）的几率。2.三种重要作用（对能量转移和吸收的贡献而言）

(1)Photoelectriceffect(光电效应)光电效应

自由电子

作用机制光子同(整个)原子作用把自己的全部能量传递给原子,壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来,成为自由电子，光子本身消失了。

γ+AA*+e-（光电子）

原子

A+X射线原子受激原子散射光子hυ’反冲电子e入射光子hυθφ注：α=hυ/m0c2电子对效应能量≥1.02MeV的γ射线与原子核作用可能产生一对正-负电子。

M＋γ→M+e++e-→

γ1+γ2

1.02MeVmeme0.511MeV0.511MeV基本条件：γ射线能量Eγ1.02MeV为什么？能量转化成质量M=E/C23.Dampingfactor（衰减系数）、Energytransferfacter（能量转移系数）、Energyabsorptionfactor（能量吸收系数）

(1)窄束衰减和衰减系数（NarrowbeamattenuationandDampingfactor）

dN=-Nμdx（μ为线衰减系数）N=N0e-μx定义质量衰减系数为μ/ρ。各种相互作用的衰减系数可同时对应的相互作用截面来表示。Κ=(ρNA/MA)aΚσR=(ρNA/MA)aσR（2）能量转移系数μtr（Energytransferfactor）定义：光子在吸收介质中穿行单位长度距离时，其能量在相互作用过程中转移为电子动能的份额。表述：质量能量转移系数μtr/ρ

（3）能量吸收系数μen和辐射份额Y(E)（EnergyabsorptionfactorandRadiativefraction）线能量吸收系数μen质量能量吸收系数μen/ρ

μen/ρ表示光子在物质中穿过单位质量厚度时，入射光子能量中转移给次级电子能量的碰撞损失份额。瞬时能量为E的电子的能量辐射损失份额

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