射线与物质相互作用课件.ppt

1、1.3 射线与物质相互作用射线与物质相互作用、X、中子中子物质或介质物质或介质能量衰减能量衰减空间变化空间变化基本规律基本规律1.3.1 带电粒子与物质作用带电粒子与物质作用带电粒子主要是指带电粒子主要是指、粒子，两者销有区别：粒子，两者销有区别：粒子带正电，有粒子带正电，有4个质量，为重粒子，速度个质量，为重粒子，速度低，为低，为1/10C，能量大，能量大，4-8Mev；粒子带负电，质量几乎为零，电子流，速度粒子带负电，质量几乎为零，电子流，速度大，大，约等于光速，能量小，约等于光速，能量小，10102.21031.41061.41072931.161081.1610101.8101.910

2、-22.910-321)2(mEhTkE1.3.3.2 中子与物质作用的微观过程中子与物质作用的微观过程).(),(),2,(),(),(),(),(),(fnmpnnnnpnnnnnn裂变反应等发射几个粒子等发射带电粒子辐射俘获反应非弹性散射非弹性散射复合弹性散射中子复合反应势弹性散射中子与物质作用从微观过程讨论其作用形式为核反应，从中子与物质作用从微观过程讨论其作用形式为核反应，从宏观过程则为减速、散射、吸收。宏观过程则为减速、散射、吸收。1、弹性散射、弹性散射(n,n)所谓弹性散射，是指中子与原子核发生碰撞后，系统的总动能不所谓弹性散射，是指中子与原子核发生碰撞后，系统的总动能不变。变。

3、弹性散射的过程是两种作用的叠加：弹性散射的过程是两种作用的叠加：1、中子与重原子核作用时，原子核基本没有反冲，中子没有、中子与重原子核作用时，原子核基本没有反冲，中子没有基本能量损失，称为势散射。基本能量损失，称为势散射。2、中子进入原子核形成复核，使核处于激发态，在放出能量、中子进入原子核形成复核，使核处于激发态，在放出能量相当于入射中子能量的中子后，又重到稳定状态，使入射与发相当于入射中子能量的中子后，又重到稳定状态，使入射与发射中子能量守恒构成类似中子散射。射中子能量守恒构成类似中子散射。224cos()MnnnMmEEEEMm快中子变慢中子快中子变慢中子2、非弹性散射、非弹性散射(n,

4、n)当中子能量大于核激发态能当中子能量大于核激发态能EL时，一个中子与核碰撞，被核吸时，一个中子与核碰撞，被核吸收后在极短时间内发射一个能量极低的中子，中子损失能量收后在极短时间内发射一个能量极低的中子，中子损失能量EL使原子激发，即损失能量，靶核处于激发态的过程称为非弹性使原子激发，即损失能量，靶核处于激发态的过程称为非弹性散射散射 LMmEEM激发态与基态的能级差激发态与基态的能级差伴随伴随射线放出，回到基态射线放出，回到基态022(1)AEEA弹性与非弹性散射弹性与非弹性散射5、发射带电粒子的反应、发射带电粒子的反应(n,p)(n,)3、辐射、辐射俘获俘获（n,）6、中子作用下的核裂变、

5、中子作用下的核裂变4、中子的倍增反应（、中子的倍增反应（n,2n）原子核俘获中子后形成的激发态的复核系统，在极短的时原子核俘获中子后形成的激发态的复核系统，在极短的时间内放出一个或几个光子的辐射衰变回至基态，这样的反间内放出一个或几个光子的辐射衰变回至基态，这样的反应过程称为（应过程称为（n,）从快中到热中子与原子核发生碰撞，使稳定原子核发射从快中到热中子与原子核发生碰撞，使稳定原子核发射带电子粒子，主要是（带电子粒子，主要是（n,）,(n,p)，伴有，伴有射线射线中子与重原子核碰撞，使重核分裂（中子与重原子核碰撞，使重核分裂（n,f），），释放出中子（几个中子）释放出中子（几个中子）瞬发中子

6、瞬发中子缓发中子缓发中子小结小结1 1、带电粒子与物质作用的形式：电离，激发，轫致辐射，、带电粒子与物质作用的形式：电离，激发，轫致辐射，弹性散射弹性散射2 2、射线与物质作用的形式：光电效应，康射线与物质作用的形式：光电效应，康-吴效应，形吴效应，形成电子对效应成电子对效应3 3、中子与物质作用的微观过程、中子与物质作用的微观过程4 4、粒子的衰减及衰减规律及射程粒子的衰减及衰减规律及射程5 5、射线的衰减规律：用负指数规律描述衰减，但窄束，射线的衰减规律：用负指数规律描述衰减，但窄束，宽束，点源其解释不同宽束，点源其解释不同6 6、射线谱：仪器谱的形成，单能谱如何变为连续谱，射线谱：仪器谱

7、的形成，单能谱如何变为连续谱，或仪器谱或仪器谱7 7、射线射线通过物质后谱成分如何变化，谱平衡的概射线射线通过物质后谱成分如何变化，谱平衡的概念念8 8、几个重要的名词的物理意义：吸收系数，有效吸收系、几个重要的名词的物理意义：吸收系数，有效吸收系数，质量吸收系数，光电吸收系数，康数，质量吸收系数，光电吸收系数，康-吴吸收系数，形吴吸收系数，形成电子对吸收系数，电离损耗能，轫致辐射损耗能，电离成电子对吸收系数，电离损耗能，轫致辐射损耗能，电离比度，平均电离能。比度，平均电离能。作业作业1、一束能量为、一束能量为2.754MeV和和1.369MeV的的射线入射射线入射到到NaINaI晶体中，试回

8、答：晶体中，试回答：（1 1）能产生几种效应？放出几种次级电子）能产生几种效应？放出几种次级电子（2 2）累计效应是什么意义？）累计效应是什么意义？（3 3）总共可测到哪几个谱峰？各谱峰对应的能量是多少？）总共可测到哪几个谱峰？各谱峰对应的能量是多少？2 2、1mCi1mCi的的Co-60Co-60的的射线，依次通过厚度为射线，依次通过厚度为1cm1cm、2cm2cm、3cm3cm吸收系数为吸收系数为0.05cm0.05cm-1-1 0.08cm 0.08cm-1-1,0.1cm,0.1cm-1-1的三种物质，最的三种物质，最后剩下的后剩下的射线照射量率是多少？如果把三种物质看成一射线照射量率是多少？如果把三种物质看成一个整体，求它们的平均有效吸收系数？个整体，求它们的平均有效吸收系数？3 3、TlTl源源射线的最大射程为射线的最大射程为0.77Mev0.77Mev能量的能量的射线造成的射线造成的,密度为密度为1.4g/cm1.4g/cm3 3有塑料薄膜对该有塑料薄膜对该射线质量衰减系数为射线质量衰减系数为m=0.03cmm=0.03cm2 2/mg,/mg,若使该若使该射线衰减至原强度的射线衰减至原强度的2/32/3，需要，需要用多厚的塑料薄膜作屏蔽？用多厚的塑料薄膜作屏蔽？