ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электромагнитное излучение из "Действующие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры" Электромагнитное излучение высокой энергии может поглощаться тремя путями, которые мы опишем в следующих пунктах. [c.32] Этот третий род взаимодействий является более интересным и неожиданным, и даже приближенное объяснение его не может быть дано без привлечения квантово-механических представлений. Согласно Дираку, электроны могут существовать в состояниях как положительной, так и отрицательной кинетической энергии. Обычно мы не замечаем отрицательных электронов с отрицательной энергией просто потому, что они имеются повсюду. При столкновении достаточно энергичного -фотона с одним из этих электронов фотон может вырвать его из состояния отрицательной энергии и таким образом освободить его. Электрон вылетит как обычный отрицательный электрон с положительной кинетической энергией, оставив положительную дырку в сплошном фоне отрицательного заряда. Эта дырка ведет себя как положительный заряд, т. е. как позитрон. Позитрон и электрон имеют одинаковую массу покоя то, энергетический эквивалент которой равен тос1 Фотон с энергией 2 тоС (1,02 Мэе) или большей может таким образом вызвать рождение электрон-нозитронной пары. Из всей энергии фотона первые 1,02 Мэе используются для создания массы покоя, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона и позитрона. Фотон не рассеивается в этом процессе, а полностью поглощается. Вследствие требований сохранения энергии и импульса рождение пар не может происходить в пустом пространстве, ему в большой степени способствует наличие атомных ядер рождение пар может происходить и в присутствии электрона. В первом приближении вероятность рождения пар в поглощающей среде пропорциональна Z , так что для его изучения наиболее удобны элементы с большим атомным номером, например свинец. [c.35] Электроны, возникающие при рождении пар, ведут себя так же, как электроны, получающиеся в процессах 1 и 2. Позитрон после потери кинетической энергии вследствие столкновений в конце концов исчезает путем процесса, прямо противоположного процессу его рождения. Он соединяется с электроном, образуя два фотона анннгиляционного излучения, причем энергия каждого фотона равна т с , или 0,51 Мэе. Эти фотоны разлетаются в противоположные стороны, так что импульс сохраняется, а масса покоя двух частиц отвечает энергии излучения. Когда энергия фотона превосходит 1,02 Мэе, рождение нар начинает становиться заметным даже для поглотителей, состоящих из атомов с относительно низким атомным номером но в той области энергии, которая обычно используется при изучении полимеров, вклад этого процесса в общее поглошение не превышает нескольких процентов. [c.36] На рис. 7 показаны относительные вклады фотоэлектрического эффекта, эффекта Комптона и рождения пар в массовый коэффициент поглощения, как функция энергии кванта излучения. Рис. 7, а относится к воде, а рис. 7, б — к углероду. Эти кривые заимствованы из данных Гейтлера [8], обработанных Беком и Александером [9]. Изучение этих данных показывает, что массовый коэффициент поглощения сначала быстро уменьшается с ростом энергии кванта, а затем медленно возрастает после 1 Мэе, вследствие растущего значения процесса рождения пар. [c.36] Вернуться к основной статье