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1、放射线与物质的主要相互作用X射线与物质相互作用的主要过程包括:光电效应 (photoelectric effect)康普顿效应(Compton effect)电子对效应(electronic pair effect)三种主要过程损失能量的绝大部分。其他次要过程有相干散射、光核反应等。1、 光电效应当一个能量为h的光子通过物质时,它与原子的某个内层轨道相互作用,将全部能量传递给电子,而光子本身则整个被原子吸收,获得能量的电子摆脱原子核的束缚成为自由电子(光电子),这个现象称为光电效应。放出光电子的原子所处的状态是不稳定的,其电子空位很快被外层电子跃入填充,同时发出特征X射线。特征X射线在离开原子
2、之前,又击出外层的轨道电子,即“俄歇电子”。 2、康普顿效应康普顿效应是入射光子与原子中的一个外层“自由”电子相互作用时发生的。“自由”一词的意思是指电子的结合能和入射光子能量相比是很小的。在相互作用中,光子只将一部分能量传递给外层电子,电子接收一定的能量后脱离原子束缚,以与光子的初始入射方向成角的方向上射出,此电子称为反冲电子。同时,光子本身能量降低并朝着与入射方向成角的方向射出,称为散射光子。 3、电子对效应一个足够能量的入射光子与靶原子核发生相互作用,光子突然消失而转化为一对正、负电子的过程。正电子与电子的质量相等,所带电量相等,性质相反。正电子与电子一样,在物质中由于电离或激发逐渐耗尽其动能。慢化的正电子在停止前的一刹那,很快与物质中的自由电子结合,随即向相反方面射出两个能量各为0.511 MeV的光子,这个现象称为湮灭(annihilation)辐射。