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第三章 射线与物质的相互作用

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第三章 射线与物质的相互作用

一·电离：电离辐射 非电离辐射
阿尔法粒子（氦）易发生电离，但易被阻挡
（电离只能由高能粒子发生）
粒子：1·激发态：（低能态-高能态）M ~M+ 和 电子
剥离内层电子即激发过程（电离过程）
2·退激发态：由高能态-低能态

直接电离与间接电离
直接电离：
间接电离：

强电离 弱电离 中等电离

二·
（一）·阿尔法射线与物质相互作用（强电离辐射）

放射源 接收器（检测器）
射程计算：电子对/距离 - 电离强度

（二）·贝塔射线与物质的相互作用（中等电离辐射）
质量小 - 作用于电子（核外电子）上
作用于物质时引起直接电离
致辐射：用 轰击重金属核

（三）·伽马 X射线
光电效应：光子能量小于1.0 电子伏特
光电子：由光电效应引起的所剥离的自由电子
内层电子被剥离后产生“空穴”使得外层电子进入内层被称为俄歇电子
康普顿散射： 0.2-5.0 电子伏特
部分能量被吸收 剩余的继续作用
高能光子 散射角度较小
低能光子 散射角度较大
即受光子能量影响

电子对：光子能量大于1.02 电子伏特 产生正电子 负电子
正负电子湮灭释放能量（质量变为能量并释放光子能量与之前相同）但能量来源于之前的光子
光子与物质之间的作用>30种
原子序数 与 光子能量关系图 （包含光电效应 康普顿效应 电子对）

（四）·中子
中子一般来源于核反应
快中子 能量高 速度快
弹性散射：小核
非弹性散射：大核
中子俘获：减速以后的中子（也是快中子）会发生 被俘获后发出伽马射线
（大原子 如铱192）
热中子：由快中子蜕变

快电子
重带电粒子
快电子的速度大；
重带电粒子相对速度小；
快电子除电离损失外，辐射损失不可忽略；
重带电粒子主要通过电离损失而损失能量；
快电子散射严重
重带电粒子在介质中的运动径迹近似为直线

阿尔法射线 与束缚电子发生非弹性碰撞-------电离，激发
贝塔射线 与核外电子发生非弹性碰撞——电离，激发， 致辐射
伽马射线 X射线 光电反应 -----光子被吸收
康普顿散射----光子被散射
弹性散射------产生两个光子
中子 非弹性散射------ 光子
中子俘获-------其他辐射

单纯路径上离子化物质密度------线性能量转移---线碰撞阻止本领
阿尔法：贝塔：伽马=104:102:1

辐射的生物学效应
1·能量吸收------皮肤出现红斑
2·大分子被破坏-----蛋白质---结构改变---变性---失去功能
核酸----被打破 断裂--自我修复（出错 碱基替换 即基因突变）
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