第二章電離輻射與物質的相互作用

2022-09-11 11:39:06 字數 2309 閱讀 3614

三、康普頓效應

1、當入射光子和原子內乙個軌道電子發生相互作用時,光子損失一部分能量,並改變運動方向,電子獲得能量而脫離原子,此種作用過程稱為康普頓效應。

2、在入射光子能量一定的情況下,散射光子能量隨散射角增大而減小,相應地反衝電子動能將增大;

在散射角一定的情況下,散射光子能量隨入射光子能量增大而增大,但增大的速度逐漸減慢;

反衝電子動能隨入射光子能量增大而同速增大。

3、當散射角θ=0時,散射光子能量最大,反衝電子動能為零,說明入射光子從電子旁掠過,沒有能量損失;

當θ=90時,不管入射光子能量有多高,散射光子的能量最大不超過0.511mev;

當θ=180時,散射光子能量最小,相應的反衝電子動能最大。不管入射光子能量有多高,180散射光子的能量最大不超過0.256mev。

4、隨入射光子能量增大,散射光子越是朝前向散射;

隨入射光子能量增大,反衝電子也是越朝前向散射;

5、隨入射光子能量增大,每次碰撞轉移給反衝電子的動能佔總能量的份額逐漸增加;

6、每個電子的康普頓效應總截面、轉移截面和散射截面均與原子序數無關;

每個原子的康普頓效應總截面、轉移截面和散射截面均與原子序數成正比;

康普頓效應的質量衰減係數和質能轉移係數與原子係數也近似無關。

四、電子對效應

1、當光子從原子核旁經過時,在原子核庫侖場的作用下形成一對正負電子,此過程稱為電子對效應;

2、只有當入射光子能量大於1.02mev,即兩個電子的能量時,才能發生電子對效應;

3、隨入射光子能量的增加正負電子的角分布趨向於光子的入射方向;

4、獲得動能的正負電子在物質中通過電離或輻射的方式損失能量。

當正電子停止下來時,它和乙個自由電子結合而轉變為兩個光子,此過程稱為電子對湮沒,湮沒時放出的光子屬湮沒輻射。

5、電子對效應的線性衰減係數就是單位體積物質中的原子數與原子的電子對效應截面之乘積;

6、電子對效應的質量衰減係數與原子序數成正比,質能轉移係數也是如此;

7、入射光子能量大於4mc2時,在電子庫侖場中也能發生電子對效應,

但發生的概率相對於原子核庫侖場發生嗲子對效應的概率要小得多。

五、光子與物質的其他相互作用過程

(一)相干散射

1、當入射電磁波從原子附近經過時,引起軌道電子共振,振盪電子將發射波長相同但方向不同的電磁波,不同軌道電子發射的電磁波具有相干性,故此過程為相干散射,又稱瑞利散射;

2、在相干散射過程中,x(r)光子僅改變運動方向而沒有能量轉移;

3、相干散射截面隨原子序數的增大和入射光子能量的降低而迅速增加,但其對總截面的貢獻總是很小。

(二)光核反應

1、光子與原子核作用引起的核反應光核反應。

2、光核反應是有域能的反應,當光子能量大於域能時,反應截面隨光自能量的增加而增大,當大於域能數個mev是反應截面達到最大,此後隨光子能量增加而減小。

3、光核反應反應截面很小,計量學中可以忽略,但在實際中的應用就是在機房防護設計時對於大於10mev能量的光子需要考慮光核反應,考慮到中子防護。

六、各種相互作用的相對重要性

1、有效原子序數的概念及計算方法;

2、掌握圖2-15對於光子與物質相互作用的三種主要形式與光子能量、吸收物質原子序數的關係

1) 10~30kev 光電效應為主

2)30kev~25mev 康普頓效應為主(放射**的能量範圍包含其中,說明放射**中康普頓效應佔主要作用)

3) 25~100mev 電子對效應為主

3、掌握圖2-17比較人體骨、肌肉和脂肪組織對臨床所用x(r)射線能量吸收的差別:

1)對於60~150kev的低能x射線,骨的吸收比肌肉和脂肪的高的多;

2)對於150~250kev,骨的吸收比肌肉和脂肪的高;

3)對於鈷60射線和2~22mev的高能射線,單位質量骨的吸收比肌肉和脂肪的略低,但因為股的密度比肌肉和脂肪要高,所以單位厚度的骨的吸收仍然比肌肉和脂肪要高;

4)對於22~25mev的高能射線,骨的吸收比肌肉和脂肪要稍高。

還有圖2-17上方的一段描述也要好好理解,

這幾點內容雖然比較少,但基本上每年都會考到,也不能忽視!

七、蒙特卡羅演算法

1、蒙特卡羅解釋粒子運輸包括三個過程:

1) 源分布抽樣過程,產生粒子的初始狀態;

2)空間、能量和運動方向的隨機游動過程,產生粒子的運動狀態序列;

3)記錄貢獻與分析結果過程,記錄每個了粒子對所求量的貢獻並分析所求量的誤差。

2、蒙特卡羅方法在腫瘤放射物理中的應用:

1)外照射射線源模擬;

2)劑量儀響應模擬;

3)外照射時體內輻射場模擬;

4)外照射**計畫應用;

5)腔內放療源周圍輻射場模擬。

第二章相互作用

備考指南 第1節重力 彈力 1 自由下落的物體所受重力為零。2 重力的方向不一定指向地心。3 彈力一定產生在相互接觸的物體之間。4 相互接觸的物體間一定有彈力。5 f kx中 x 表示彈簧形變後的長度。6 彈簧的形變數越大,勁度係數越大。7 彈簧的勁度係數由彈簧自身性質決定。要點一彈力的有無及方向判...

第二章相互作用

1.等效替代法是物理學中常用的思想方法,下列哪個物理名詞與該方法無關 a.力的合成 b.力的分解 c.重心 d.加速度 2 當乙個物體靜止在水平桌面上時,則 a 物體對桌面的壓力就是該物體的重力 b 物體對桌面的壓力使該物體發生形變 c 桌面形變產生對物體的支援力d 桌面的形變使桌面受到向下的壓力 ...

第二章相互作用答案

第7課時力的基本概念重力彈力 要點突破 典題演示1 解析 只有兩個物體接觸才能有彈力,足球在向斜上方飛行過程中,腳對球已經沒有作用力,球只受到重力和空氣阻力,重力方向豎直向下,空氣阻力的方向與球的運動方向相反,所以正確選項為b.答案 b 典題演示2 解析 由於杯中水不斷流出,剩餘水的重心不斷下降,而...