Καταγράψτε τον τρεις ξεχωριστό τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι ακτινοβολίες γάμμα με την ύλη;
1. Φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα: Αυτή η αλληλεπίδραση συμβαίνει όταν ένα φωτόνιο ακτίνων γάμμα μεταφέρει όλη του την ενέργεια σε ένα στενά συνδεδεμένο ηλεκτρόνιο, προκαλώντας την εκτόξευση του ηλεκτρονίου από το άτομο. Η πιθανότητα του φωτοηλεκτρικού αποτελέσματος μειώνεται με την αύξηση της ενέργειας φωτονίων και είναι πιο σημαντική για τις ακτίνες γάμμα χαμηλής ενέργειας και τα υλικά υψηλής ατομικής αριθμού.
2. Compton Scattering: Σε αυτή την αλληλεπίδραση, ένα φωτόνιο ακτίνων γάμμα συγκρούεται με ένα χαλαρά δεσμευμένο ηλεκτρόνιο, μεταφέροντας μέρος της ενέργειας του στο ηλεκτρόνιο και προκαλώντας την ανάκρουση. Το διάσπαρτο φωτόνιο συνεχίζεται σε διαφορετική κατεύθυνση με μειωμένη ενέργεια. Το Compton Scattering είναι ο κυρίαρχος μηχανισμός αλληλεπίδρασης για ακτίνες γάμμα με ενδιάμεσες ενέργειες.
3. Παραγωγή ζευγαριών: Αυτή η αλληλεπίδραση συμβαίνει όταν ένα φωτόνιο ακτίνων υψηλής ενέργειας αλληλεπιδρά με το ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο κοντά σε έναν ατομικό πυρήνα, μετατρέποντας σε ένα ζεύγος ηλεκτρονίων-όρνου. Το ηλεκτρόνιο και το ποζιτρονίου έχουν την ίδια ενέργεια με το αρχικό φωτόνιο, μείον την ανάπαυση της μάζας των δύο σωματιδίων. Η παραγωγή ζεύγους είναι δυνατή μόνο όταν η ενέργεια των φωτονίων υπερβαίνει το διπλάσιο της ανάπαυσης της μάζας ενός ηλεκτρονίου (1,022 MeV).
Η σχετική πιθανότητα αυτών των αλληλεπιδράσεων εξαρτάται από την ενέργεια των φωτονίων ακτίνων γάμμα και τον ατομικό αριθμό του υλικού. Σε χαμηλές ενέργειες, το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα κυριαρχεί. Καθώς η ενέργεια αυξάνεται, η σκέδαση Compton γίνεται πιο σημαντική και η παραγωγή ζευγαριών γίνεται σημαντική σε πολύ υψηλές ενέργειες.
