0000069 (2)

niewielką część swej energii przekazują elektronom. Ze wzrostem energii padających fotonów część energii przekazywana elektronom rośnie.

Elektron komptonowski jonizuje środowisko podobnie jak fotoelektron. Foton rozproszony /tv', zależnie od posiadanej energii, zapoczątkowuje bądź kolejne zjawisko Comp-tona, bądź ulega absorpcji w zjawisku fotoelektrycznym.

Tworzenie par elektron-pozyton. Jeżeli energia fotonu jest większa od energii równoważnej masie spoczynkowej dwóch elektronów, współdziałanie promieniowania z materią może mieć inny przebieg. Masa i energia są ze sobą związane zależnością E = mc². Masa spoczynkowa elektronu m₀ - 9,1 • 10~³¹kg, prędkość światła c = 3 • 10⁸m/s. Podstawiając te wartości do wzoru Einsteina otrzymamy, że energia równoważna masie elektronu £ = 0,511 MeV. Jeżeli energia fotonu jest większa od energii związanej z masą dwóch elektronów, czyli od 1,022 MeV, foton ten może w polu jądra atomowego wyzwolić dwa elektrony o przeciwnych nabojach elektrycznych, tj. negaton i pozyton, sam ulegając unicestwieniu (ryc. 19.9 i wzór 19.12).

liv = 2m₀c² + £_fc⁺ 4- £*"    19.12

gdzie:

Ek — odpowiednio energia kinetyczna elektronu i pozytonu.

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 fotoelektrycznym lub Comptona.

Jądro atomowe

P +

^C ^

J*'

e~

Ryc. 19.9. Powstawanie pary negaton-pozyton.

Udział opisanych powyżej elementarnych procesów oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego w tkankach zależy od energii promieniowania i przedstawia się

następująco: Energia	Zjawisko	Zjawisko	Powstawanie par
10 keV	fotoelektryczne 99%	Comptona
200 kcV	1%	99%	—
2 MeV	—	99%	1%
20 MeV	—	50%	50%

Zdolność jonizacyjna promieniowania elektromagnetycznego w zakresie energii mających znaczenie w medycynie jest stosunkowo nieduża. W tabeli 19.3 podano gęstość

369

24 — Podstawy biofizyki