Фотонное излучение

Цели работы

 

1) Измерить зависимость фактора накопления от толщины поглотителя (Cu, Fe или Al) в барьерной геометрии.

2) Рассчитать эту зависимость в такой же геометрии с помощью программы КЛ.

3) С использованием программы КЛ проанализировать зависимость фактора накопления от материала поглотителя и энергии излучения.

 

 

Теоретические сведения

Фотонное излучение

 

Прохождение излучения через вещество сопровождается рассеянием и поглощением его атомами вещества. Каждый акт взаимодействия кванта с атомами вещества приводит либо к полному исчезновению (поглощению), либо к существенному изменению направления его движения (рассеянию). Предположим, что детектор регистрирует только то излучение (не рассеянное), которое не испытало взаимодействий с атомами вещества и имеет то же направление и энергию, что и излучение источника. Этот случай реализуется в так называемой «узкой» или «хорошей» геометрии измерений (рис.1). Коллиматор К₁ находится между источником и поглотителем, формируя узкий мононаправленный пучок излучения, а коллиматор К₂ между поглотителем и детектором отсекает рассеянную компоненту излучения. В узкой геометрии достаточно одного взаимодействия чтобы вывести фотон из первоначального параллельного пучка.

Рис.1. Схема эксперимента в геометрии узкого пучка:

S – источник, П – поглотитель, Д – детектор, К – коллиматоры

 

 

Тогда закон ослабления узкого параллельного моноэнергетического пучка фотонов выглядит следующим образом:

Число остающихся в пучке квантов уменьшается экспоненциально с ростом толщины поглотителя. Любой отклоненный фотон, как бы не был мал угол отклонения, считается полностью поглощенным, т.е. на детектор за поглотителем попасть не может.

Величину называют макроскопическим сечением или линейным коэффициентом ослабления излучения, поскольку он определяет скорость убывания первичных (не рассеянных) фотонов из пучка.

Величину , где – плотность вещества мишени, называют массовым коэффициентом ослабления. Толщину слоя в этом случае необходимо задавать в единицах массы, приходящейся на 1 поверхности мишени –

Размерность массового коэффициента – .