1. Строение ядра атома

Гамма-излучение – это электромагнитное излучение, испускаемое ядрами атомов в ходе их радиоактивного распада. Испусканием γ-квантов сопровождаются α-распад, β-распад и К-захват. Кроме этого они генерируются при аннигиляции электрон-позитронной пары и при распаде некоторых элементарных частиц. Во всех этих случаях избыток энергии высвобождается в виде гамма-излучения. γ-кванты не имеют массы покоя и заряда.
Фотоэффект заключается в том, что квант электромагнитного излучения полностью передает свою энергию электрону атома, облучаемого вещества, в одном акте взаимодействия. В результате такого взаимодействия возникает свободный электрон (электрон отдачи), кинетическая энергия (Ек) которого равна энергии кванта (hv) за вычетом энергии связи (W) электрона в атоме:
Ek = hv – W
Вероятность фотоэффекта тем выше, чем ближе совпадают значения hv и W. Фотоэлектрическое поглощение преобладает тогда, когда энергия кванта не превышает 0,05 МэВ, а поглотитель представляет собой вещество с большим атомным номером (например, свинец)..
Фотоэффект невозможен на слабосвязанных и свободных электронах, так как они не могут поглощать гамма-кванты.
Эффект Комптона- энергия падающего кванта распределяется между выбиваемым из атома электроном отдачи и вторичным рассеянным фотоном. Вследствие соударения с фотонами электроны отдачи приобретают значительную кинетическую энергию и расходуют ее на ионизацию вещества (вторичная ионизация).
Поскольку электроны у всех веществ одинаковы, то и изменение длины волны вторичного фотона не зависит от свойств вещества, а зависит только от угла рассеяния.
Узкий пучок излучения в результате комптоновского рассеяния становится более широким, а самоизлучение более мягким.
Образование электронно-позитронных пар происходит при взаимодействии с веществом γ-квантов большой энергии (>1,02 МэВ). Этот процесс наблюдается при прохождении γ-кванта вблизи атомного ядра в поле которого и образуется пара заряженных частиц – электрон и позитрон.
При всех трех видах первичного взаимодействия электромагнитного ИИ происходит ионизация и возбуждение атомов и молекул вещества, появляются несущие разную энергию быстрые электроны, которые в свою очередь, взаимодействуют с веществом, также ионизируя и возбуждая атомы и молекулы.
7)ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ВЕЩЕСТВОМ
Нейтроны, не имеющие электрического заряда, при движении в веществе не взаимодействуют с электронными оболочками атомов. Нейтроны, проходя через вещество, непосредственно не ионизируют атомы и молекулы, как заряженные частицы. Поэтому нейтроны обнаруживают по вторичным эффектам, возникающим при взаимодействии их с ядрами. При столкновениях с атомными ядрами они могут выбивать из них заряженные частицы, которые ионизируют и возбуждают атомы среды. В результате соударения нейтронов с ядрами вещества природа последних не изменяется, а сами нейтроны рассеиваются на атомных ядрах.
Явления, происходящие при взаимодействии нейтронов с ядрами, зависят от кинетической энергии нейтронов.
В зависимости от энергии нейтронов, их подразделяют на следующие группы:
- ультрахолодные нейтроны - нейтроны с энергией менее 10-7 эВ.
- холодные нейтроны - нейтроны с энергией меньше 5*10-3 эВ.
- тепловые нейтроны - нейтроны, находящиеся в термодинамическом равновесии с рассеивающими атомами окружающей среды
- надтепловые нейтроны - нейтроны с энергией от 0.1 эВ до 0.5 кэВ.
- нейтроны промежуточных энергий - нейтроны с энергией от 0.5 кэВ до 0.2 МэВ. Для нейтронов этих энергий наиболее типичным процессом взаимодействия с веществом является упругое рассеяние.
- быстрые нейтроны - нейтроны с энергией от 0.2 МэВ до 20 МэВ.
- сверхбыстрые нейтроны - нейтроны, обладающие энергией свыше 20 МэВ.
8)Закон радиоактивного распада.