搴锋櫘椤挎暎灏勨€斺€斺€斺€旂畝鍗?, 反散射峰能量计算

鐢靛瓙瀵规晥搴旂殑搴锋櫘椤挎暎灏勪笌鍏夌數鏁堝簲涓嶅悓 康普顿散射与光电效应不同。光电效应中光子本身消失，能量完全转移给电子；康普顿散射中光子只是损失掉一部分能量。光电效应发生在束缚得最紧的内层电子上；康普顿散射则总是发生在束缚得最松的外层电子上。分析一下散射光子和反冲电子的能量与散射角的关系。入射光子能量为Er=hv，动量为hv/c，碰撞后，散射光子的能量为Er=hv’，动量为hv’/c，反冲电子的动能为Ee，总能量为E，动量为P。从（2.2.8）、（2.2.9）和（2.2.10）式可以看出：⒈当散射角θ=0°时，散射光子能量Er=Er’，达到最大值．这时反冲电子的能量Ee=0．这就是说，在这种情况下入射光子从电子近旁掠过，未受到散射，所以光子能量没有损失。⒉当θ=180°时，入射光子与电子对心碰撞后，沿相反方向散射出来，而反冲电子沿着入射光子方向飞出，这种情况称反散射。这时散射光子能量最小，即Er’min=Er/（1+2Er/m0c2）此式可以推断出，即使入射光子的能量变化很大，反散射光子的能量都在200KeV左右。这也是能谱上容易辨认反散射峰的一个原因。发生康普顿效应时，散射光子可以向各个方向散射。对于不同方向的散射光子，其对应的反冲电子能量也不同。因而即使入射γ光子的能量是单一的，反冲电子的能量却是。纬灏勭嚎鐨勬暎灏勪綔鐢?， γ射线通过物质时除产生光电效之外，还有一部分光子与物质原子相互作用，产生两种方式的散射。一种是散射后能量不变，仅改变运动方向的称弹性散射(又称相干散射)；另一种是能量和运动方向都发生变化的散射，称康普顿散射(又称非相干散射)。γ(或X)射线是波长很短的电磁波，与物质原子相互作用迫使原子中电子和原子核随入射γ射射线电磁波周期变化的电磁场而发生振动。原子核质量大，其振动可以忽略不计；主要是壳层电子随着频率一致的振动，这些振动的电子就成了新的电磁波源，发射波长和相位与入射γ射线完全一样。宏观地看，就像入射γ射线产生了弹性散射，只改变运动方向，而能量不变，所以称弹性散射。又因为这样低能量的γ射线在晶体点阵中多个原子上产生散射射线的相干涉现象，所以又叫相干散射。因为是瑞利首先观察发现的，所以这种现象又叫瑞利散射。主要发生在低能(hν)区段。随着入射γ射线能量的增大，γ射线的粒子特性逐渐显著，光子与壳层电子作用，产生相干散射的几率逐渐减小。康普顿散射效应逐渐增大，以至成为主要特征。即入射γ射线与原子的壳层电子相碰撞，将一部分能量传给电子，使获得能量的电子沿γ射线入射方向成φ角射出原子之外。损失部分。姝ｆ瘮璁℃暟绠?， 在低能X射线测量中，由于闪烁计数器的噪声和暗电流限制，特别是轻便型的X射线荧光仪，通常采用正比计数管。它对X射线的能量分辨率比闪烁计数管好。正是这个原因，尽管正比。涓瓙鏁ｅ皠鏈変粈涔堢敤閫旓紝瀹冩湁鎬庢牱鐨勫伐浣滃師鐞嗭紵 特别是，如何探测被散射的中子？在凝聚态中中子散射应该是较低能的，如何有效地探知散射后的中子分布？纬灏勭嚎璋辨垚鍒嗙殑鍙樺寲 (一)γ射线的探测器能谱响应当用γ射线谱进行探测时，仪器能测得的γ射线能量不再是立线谱，而是一个连续谱。如137Cs，具有单能0.661MeV，但这一单能射线通过NaI(Tl)闪烁探测器后得到的是一条从0～0.661MeV的连续谱线，如图2-4所示。其原因是由于射线与物质相互作用产生三种效应造成的。其解释如下。图2-4 137Cs的单色谱和NaI(Tl)的仪器谱(a)137Cs单色立线谱；(b)137Cs仪器谱当使用NaI(Tl)闪烁晶体与光电倍增管组成闪烁探测器测量γ射线谱线时，通常是一定能量的γ光子与闪烁体作用后，再经过光电倍增管才能在负载电阻上形成一定幅度的脉冲而被记录。可见，脉冲的幅度取决于光子的能量，然而光子与闪烁体作用后能量会发生很大的变化，γ光子在三种效应中的复杂变化，如图2-5所示。在光电效应中产生的光电子具有入射光子的能量，可以使大量的原子激发或电离，其全部能量在闪烁体中转化为荧光能量，构成光电峰(或全能峰)。在康普顿散射效应中产生的反冲电子，带有连续的能量(由0～Eγmax)，其最大值处谱线很陡，通常称“康普顿平台”；其散射射线既可在闪烁体中发生新的光电效应或康普顿散射效应而损失掉全部能量，形成全能峰；又可以逃离闪烁体而不被吸收(不被记录)。搴锋櫘椤块棶棰?， 由康普顿效应可知，散射后波长变长.设原波长λ0，散射后波长λ.λ=（1+20%）λ0，原光子能量ε0=hc/λ0，散射后ε=c/λ.能量守恒，反冲电子能量E=ε0-ε.h=6.63*〖10〗^(-34).浼介┈灏勭嚎鑳界┛閫忓鍘氱殑姘存偿澧欙紵 伽马射线有很强的穿透性，医学上用它作无创手术刀，水泥墙我不知道，但至少能穿过七八个人。搴锋櫘椤挎暎灏勨€斺€斺€斺€旂畝鍗?， 康普顿散射—简单已知X射线光子的能量为0.60MeV，若在康普顿散射中散射光子的波长为入射光子的1.2倍，试求反冲电子的动能？