0000068 (2)

energię kinetyczną i ulega rekombinacji, tzn. połączeniu z jonem dodatnim, w wyniku czego powstaje atom obojętny lub przyłącza się do jednego z obojętnych atomów, który dzięki temu staje się jonem ujemnym.

W ten sposób, w następstwie pojedynczego aktu absorpcji fotonu, w napromienionym ośrodku powstaje pewna liczba jonów. Długość drogi fotoclcktronu, a więc skuteczny zasięg jego działania, zależy od energii przekazanej mu przez pochłonięty foton i od materiału absorbentu. Przy energiach fotonów najczęściej stosowanych w medycynie (50--200 keV) zasięg fotoelektronów w tkankach miękkich zmienia się w niewielkich granicach i wynosi 0,02-4,5 mm (wg Jaegera).

Rozproszenie komptonowskie. Zjawisko Comptona można traktować jako wynik sprężystego zderzenia fotonu z elektronem. Ponieważ zjawisko to zachodzi przy większych energiach fotonów w porównaniu z efektem fotoelektrycznym, przeto energię wiązania elektronów w atomie, jako małą w stosunku do energii fotonu, można zaniedbać i traktować

te elektrony jako swobodne o początkowej energii równej zeru. Ponieważ zderzenie fotonu z elektronem uważamy za sprężyste, musi ono podlegać zasadzie zachowania energii i zasadzie zachowania pędu (19.10). Po zderzeniu foton zostaje odrzucony pod kątem 9-, zaś elektron uzyskuje pęd mb, tworząc kąt a z kierunkiem padania fotonu (ryc. 19.8):

zasada zachowania energii: /jv' = Iw' + i mv²

zasada zachowania pędu:

c c

mv

19.10

Foton rozproszony ma oczywiście częstotliwość v' mniejszą od częstotliwości v fotonu padającego. Związany z tym przyrost długości fali zależy od kąta rozproszenia 9

19.11

AX = X' — X =    ---— = —— (1 — cos 9)

v v m₀c

Wyrażenie -= 0,242 nm nosi nazwę fali Comptona.

w₀c

Odrzucone elektrony komptonowskie zabierają tylko część energii padającego fotonu. Energia ta jest tym większa, im większy jest kąt rozproszenia fotonu 9, a ten z kolei zależy od długości fali fotonu padającego. Fotony o małych energiach (promienie X) tylko

368