713

Elektron komptonowski jonizuje środowisko podobnie jak fotoelektron. Foton rozproszony hv\ zalegnie od posiadanej energii, zapoczątkowuje bądź kolejne zjawiska Comptona. bądź ulega absorpcji w zjawisku fotoclcktrycznym.

Tworzenie par elektron-pozyton. Jeżeli energia fotonu jest większa od energii równoważnej masie spoczynkowej dwóch elektronów, wzajemne oddziaływanie promieniowania i materii może micó inny przebieg. Masa i energia są ze sobą związane zależnością £ = mc². Masa spoczynkowa elektronu ^*9.1 • 10"⁵¹ kg. prędkość światła c = 3 • 10" m/s. Podstawiając te wartości do wzoru Einsteina, otrzymamy. że energia równoważna masie elektronu £ = 0.511 McV. Mając energię większą od 1.022 McV. foton może w polu jądra atomowego wyzwolić dwa elektrony o przeciwnych ładunkach elektrycznych, to znaczy negaton i pozyton, sam ulegając unicestwieniu (ryc. 22.11).

Jądro atomowo

X

Ryc. 22.11. Powstawanie pary negaton pozyton.

Elektrony otrzymane w ten sposób jonizują atomy kosztem swej energii kinetycznej Pozyton natomiast, po utracie energii kinetycznej, łączy się z negatonem. po czym obie te cząstki ulegają unicestwieniu, na ich miejsce powstają dwa fotony, które następnie biorą udział w zjawisku fotoelcktrycznym lub Comptona.

Procentowy udział opisanych powyżej elementarnych procesów oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego w tkankach zależy od energii promieniowania i przedstawia się następująco:

Energia	Zjawisko fococlcktrycznc	Zjawisko Comptona	POwitawamc pif
10keV	99%	—	•
200 kcV	1%	99%	_
2 McV	-	99%	1%
20 McV	-	50%	50%

Straty jonizacyjne promieniowania elektromagnetycznego w zakresie energii mających znaczenie w medycynie są stosunkowo nieduże. W tabeli 22.7 podano gęstość jonizacji i LET promieniowania elektromagnetycznego w tkankach miękkich. w zależności od energii promieniowania.

Prawo osłabiania. Opisane powyżej mechanizmy oddziaływania jonizującego promieniowania elektromagnetycznego z mateną powodują. że natężenie wiązki

713