37150

ad b)

Rozproszenie koherentne promieni y

1)    Rozproszenie Rayleigh'a-zachodzi na elektronach powłoki atomowej. W wyniku następuje rozproszenie kwantów y pod niewielkim kątem przy równoczesnym zachowaniu energii, przekrój czynny dla tego zjawiska jest tym większy im mniejsza jest energia kwantu y i im większa liczba atomowa Z ośrodka rozpraszającego (powyżej 1 MeV i dla lekkich jąder można to rozpraszanie zaniedbać ).

2)    Rozproszenie rezonansowe (y,y)-w wyniku wejścia do jądra kwantu y może nastąpić wzbudzenie jądra. Energia wzbudzenia może być wyemitowana w postaci y o tej samej energii.

3)    Rozproszenie Thomsona na jądi ach-na skutek zderzenia się z jądrem zachodzi zmiana kierunku rozchodzenia się kwantu y bez zmiany energii kwantu.

4)    Rozproszenie Delbruka-proces bardzo mało prawdopodobny. Polega na utworzeniu się w polu el. jądra paty elektron-pozyton a następnie anihilacji tej pary, w wyniku czego powstaje kwant y o energii równej energii kwantu pierwotnego.

ad c)

Rozproszenie niekoherentne promieni y

1) Zjawisko Comptona-rozpraszanie na elektronach swobodnych lub słabo związanych. Powstaje kwant y rozproszony o mniejszej energii oraz tzw^r. elektron comptonowski. Kwant y ma energię hv₀i

pęd P₀⁼——^- Energia rozproszonego fotonu równa się hv, pęd hv/c, dl fali X c

Z zasady zachowania energii: hv₀=hv+T hv_Q hv

—^Ł = —cosp + />sin0

Z zasady zachowania pędu:

hv

, gdzie T i p-energia kinetyczna i pęd elektronu po

0= —siup - pńnS

c

zderzeniu związane z relatywistycznym związkiem p²c²=(E+2m₀c²)E Obliczamy:

ajenergię rozproszonego fotonu w zależności od kąta rozproszenia

,    ,    ^f,lo^c‘    ^hvo

hv = hv_n-:—■— -r= :-r.-

hv

⁰ rn₀c² + hv J1 - cosp I 1+o !l-cosp b) energię odrzutu elektronu w zależności od kąta rozproszenia

T - hv₀- hv = hv ₀

1- cosp

= hv

"IqC‘

hv_n

+ (1- cosp

Gil - cosę> I 1+ a |l - cosf |

c) związek między kątem rozproszenia (p i kątem odrzutu 0:

ctgd = (1+ a )/gy

d) zmiana długości fali fotonu

-(1- coso ) = 1 (l- cosp ),x = —

m_nc    v

A A = X - L

zmiana dhigości fali nie zalety od rodzaju absorbenta

Całkowity przekrój dla zjawiska Comptona na elektron a_c równa się sumie przekroju czynnego dla

absorbcji o_abs i dla rozproszeń energii o_rozp: a_c=a_abs+o_rozp

Zjawisko Comptona odgrywa rolę w zakresie energii od 0.5MeV do 10MeV