Вероятность - фотоэффект
Cтраница 3
При фотоэффекте энергия гамма-кванта целиком передается одному из электронов атома вещества. Этот электрон выбрасывается из атома с энергией поглощенного гамма-кванта, уменьшенной на энергию связи электрона в атоме. Вероятность фотоэффекта велика, когда энергия гамма-кванта близка к энергии электрона на его орбите. Практически фотопоглощение преобладает для гамма-кванта с относительно малой энергией. [31]
Избыток импульса, возникающий при поглощении фотона, передается ядру. Чем сильнее связан электрон в атоме, тем легче происходит передача импульса ядру. Поэтому следует ожидать, что вероятность фотоэффекта будет иметь максимальное значение для наиболее связанных электронов, электронов / ( - оболочки. [32]
За исключением сечения фотоэффекта при очень низких энергиях, атомные сечения всех трех рассмотренных процессов увеличиваются с возрастанием Z. Чаще всего для поглощения у-лучей используется свинец. Так как с увеличением энергии у-лучей вероятность фотоэффекта и эффекта Комптона уменьшается, а вероятность образования пар увеличивается, то полное поглощение у-лучей в данном элементе при определенной энергии имеет минимум. Так, например, в случае свинца этот минимум поглощения ( или максимум прозрачности) имеет место при энергии у-лучей около 3 Мэв, а для меди и алюминия соответственно около 10 и 22 Мэв. [33]
Эти коэффициенты в сильной степени зависят от энергии у-лучей, так как в зависимости именно от энергии изменяется механизм взаимодействия у-фотонов с атомами вещества. Например, если энергия у-лучей меньше, чем 1 02 МэВ, то процесс образования пары ( электрона и позитрона) не происходит; вероятность фотоэффекта и комптоновского рассеяния сильно убывает с ростом энергии фотонов. В силу сказанного, полный коэффициент ц весьма сложным образом зависит от энергии фотонов. На рис. 4.113 показаны эти зависимости. [34]
 |
Линейный коэффициент поглощения ц. для у-лучей в Pb, Sn, Си и А1 как ф-ция энергии у-лу. [35] |
Удобно иногда ввести слой половинного ослабления: xt / 0 693 / ji ( рис. 2 в от. Сечение для эффекта Комптона прибл. Скачки поглощения при энергиях ОД Мэв на этом рис. соответствуют достижению энергии у-лучей значения энергии связи на АТ-оболочке соответствующего атома, что приводит к резкому возрастанию вероятности фотоэффекта. Если не учитывать вторичное у-излучение при фотоэффекте и образовании пар, считая, что его интенсивность невелика, а энергия - энергии первичного излучения, то полный линейный коэфф. [36]
Для фотонного И.и. имеют место упругое рассеяние ( классич. Комптона и образование пар электрон-позитрон. При фотоэффекте фотон поглощается атомом среды с испусканием электрона, причем энергия фотона за вычетом энергии связи электрона в атоме передается освобожденному электрону. Вероятность фотоэффекта с Х - оболочки атома пропорциональна 25 ( 2-ат. В случае эффекта Комптоиа происходит рассеяние фотона на одном из атомных электронов; при этом уменьшается энергия фотона, изменяется направление его движения и происходит ионизация атомов среды. При энергии фотона выше 1 022 МэВ вблизи ядра становится возможным образование пар электрон-позитрон. При энергии фотона до 0 1 МэВ преобладает классич. Комптона, при энергии выше 20 МэВ - образование пар. [37]
Таким образом, для фотоэффекта весьма существенна связь электрона с атомом, которому передается часть импульса фотона. Фотоэффект возможен только на связанном электроне. Чем меньше связь электрона с атомом по сравнению с энергией фотона, тем менее вероятен фотоэффект. Это обстоятельство определяет все основные свойства фотоэффекта: ход сечения с энергией, соотношение вероятностей фотоэффекта на разных электронных оболочках и зависимость сечения от заряда среды. [38]
Итак, необходимым условием фотоэффекта является связанность электрона. Связь электрона в атоме характеризуется энергией ионизации атома, в твердом теле - работой выхода. Однако она не должна становиться чрезмерно большой; при энергиях фотонов, измеряемых десятками и сотнями тысяч электрон-вольт, вероятность фотоэффекта быстро спадает по мере дальнейшего увеличения энергии фотона. [39]
Страницы: 1 2 3