АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Действие рентгеновского излучения на вещество

При попадании на тело рентгеновское излучение незначительно отражается, но большая часть его проходит вглубь. Часть прошедшего излучения поглощается и рассеивается в веществе, часть проходит сквозь тело. Поглощение и рассеяние рентгеновского излучения происходит из-за того, что оно взаимодействует с атомами и молекулами вещества и передает им свою энергию. При этом возможны следующие первичные процессы.

1) Когерентное рассеяние. Пусть на тело падает фотон рентгеновского излучения энергией ,

а работа выхода электрона атомов этого тела есть . Пусть . Тогда при столкновении этого фотона с электроном атома, прочно связанного с ядром, фотон изменит траекторию своего движения, но энергию при этом практически не изменит . Это явление называется когерентным рассеянием. Биологического действия на ткани организма когерентное рассеяние практически не оказывает.

2) Фотоэффект. Если , т.е. если энергия фотона

достаточна для отрыва электрона, то

фотон отдает ему всю энергию, прекращая своё существование. В результате электрон вылетает из атома, атом ионизируется (фотоионизация).

Вылетевший электрон называется электроном отдачи. Это явление называется фотоэффектом и описывается уравнением Эйнштейна

Т.о. при фотоэффекте происходит ионизация атомов вещества, поглотившего рентгеновского излучения.

4) Некогерентное рассеяние (эффект Комптона).

Это явление наблюдается, если на атом падает фотон, энергия которого значи-тельно больше энергии ионизации (работы выхода) . Фотон может столкнуться с электроном атома, находящемся на внешнем уровне, где электрон менее связан с ядром, чем на внутренних уровнях. При этом электрон (электрон отдачи) отрывается от атома, а фотон, энергия которого уменьшится, изменяет свое направление. Энергия фотона может оказаться такой большой, что фотон выбьет электрон с внутреннего уровня.

Мы рассмотрели первичные процессы, но все эти три

процесса могут вызывать вторичные,

третичные и т.д. процессы. Например, пусть произошел не внешний, а внутренний фотоэффект, т.е.фотон

рентгеновского излучения выбил электрон из внутренней оболочки. На этой оболочке образуется вакансия, на которую перейдет электрон с внешней оболочки. При таком переходе излучается фотон рентгеновского диапазона! Электроны отдачи обладают высокой кинетической энергией и могут взаимодействовать с соседними атомами, вызывая какие-либо другие явления, рассмотренные нами. И, прежде чем энергия фотона перейдет в энергии. Теплового движения атома, т.е. прежде чем фотон полностью отдаст свою энергию, может произойти несколько десятков процессов.

При прохождении рентгеновского излучения через вещество оно ослабляется в соответствии с законом Бугера

,

где - глубина проникновения в вещество; Коэффициент ослабления. В общем случае коэффициент ослабления учитывает все три рассмотренных процесса

.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 700 | Нарушение авторских прав