Взаимодействия фотонов с веществом.

Диапазон энергий фотонов, испускаемых большинством источников фотонного излучения, находится в пределах от 20 кэВ до 10 МэВ. В этом диапазоне энергий фотонов все процессы взаимодействия фотонов с веществом можно разделить на три группы: основные, второстепенные и практически пренебрежимые в задачах защиты и радиационной безопасности.

К основным процессам, происходящим на атомном уровне, пренебрежение любым из которых может привести к серьезным погрешностям, относят:

1. фотоэлектрическое поглощение - фотоэффект,

2. комптоновское рассеяние – рассеяние фотона на

       свободном электроне атома,

3. образование электрон-позитронной пары в поле ядра.

На рис.3.2 показаны схемы основных процессов взаимодействия фотонов с атомом.

Рис.3.2. Схемы основных процессов взаимодействия фотонов с атомом: фотоэффект – а, комптон-эффект – б, эффект образования электрон-позитронной пары – в.

 К второстепенным эффектам, сопровождающим, как правило, основные процессы взаимодействия, можно отнести:

1. испускание характеристического (флюоресцентного) излучения, сопровождающего фотоэффект,

2. когерентное рассеяние на связанных электронах, конкурирующее с комптоновским рассеянием,

3. образование аннигиляционного излучения, как результат появления позитрона в эффекте образования электрон-позитронных пар

4. испускание тормозного излучения, связанного с появлением свободных электронов в основных процессах взаимодействия.

Образование фотонейтронов.

К пренебрежимым можно отнести процессы взаимодействия фотонов с ядрами, когерентное рассеяние на молекулах, потенциальное дельбруковское рассеяние.