γ射线与物质的相互作用篇(5)_γ射线的吸收

                    

从前面几篇的讨论我们知道，γ光子穿过物质时，一旦发生了光电效应、康普顿效应或者电子对效应，原来能量为hv的光子消失，或者散射后能量改变，并偏离原来的入射方向。没有与物质发生相互作用的光子穿过吸收物质，其能量保持不变。

 

所以γ射线穿过物质时，没有前面介绍的带电粒子与物质相互作用的射程概念。咱们一般用半吸收厚度（强度衰减到一半所需的厚度）来表示γ射线对物质的穿透情况。

 

γ射线穿透物质的本领比α、β粒子的穿透本领大得多。

 

下面讨论以下γ射线通过物质时的吸收。

假设I0为穿过物质前的强度，穿过厚度为t的物质后，其强度为I，σ为γ射线与物质的相互作用截面，N为单位体积内的物质原子个数，有以下关系式：

                           

由此可见，准直γ射线通过吸收物质时，其强度的衰减遵循指数规律。u称为线性衰减系数或者线性吸收系数，单位为cm-1，它表示单位路程上γ射线与物质发生相互作用的概率。um称为质量衰减系数，单位为cm2/g；tm称为质量厚度，单位为g / cm2。

 

在许多情况下，用质量衰减系数um来表示更方便，因为它与吸收物质密度及物理状态无关，只与入射γ光子的能量和吸收物质的原子序数有关，许多文献上给出了不同物质的um，可以估算γ射线穿过物质后的强度大小。

 

如下图给出了几种吸收材料的γ射线半吸收厚度与其入射能量的关系：

γ射线与物质作用产生的次级粒子，如光电子、散射电子、正负电子对、俄歇电子、散射光子、湮没光子以及特征X射线等，可以继续在物质中发生相互作用，直到全部能量耗尽。

 

参考文献：

[1]原子核物理实验方法

[2]粒子探测技术及数据获取

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