โรงเรียนวัดพังสิงห์

หมู่ที่ 2 บ้านพังสิงห์ ตำบลท่าเรือ อำเภอเมือง นครศรีธรรมราช จังหวัดนครศรีธรรมราช 80290

Mon - Fri: 9:00 - 17:30

-

สสาร ปฏิกิริยาของรังสีไอออไนซ์กับสสาร

สสาร ปฏิกิริยาของอนุภาคเอกับสสาร ในระหว่างการทำงานร่วมกันของอนุภาคเอกับ สสาร พลังงานของพวกมันจะถูกใช้เพื่อกระตุ้น และแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมของตัวกลาง กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นจากการชนกันของอนุภาคที่ไม่ยืดหยุ่นกับอิเล็กตรอนในวงโคจรของอะตอม ในบางกรณี ค่อนข้างหายากอนุภาคเอ สามารถเจาะเข้าไปในนิวเคลียส ทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ α,n ความยาวเส้นทางของอนุภาคเอ ในสารขึ้นอยู่กับพลังงานเริ่มต้น

เช่นเดียวกับหมายเลขซีเรียล มวลอะตอมและความหนาแน่นของวัสดุ ในการคำนวณเส้นทางอิสระของอนุภาคเอ ถูกกำหนดจากสูตรทดลอง ตัวอย่างเช่นสำหรับอากาศที่ 0 องศาเซลเซียสและ 760 มิลลิเมตร ช่วงของอนุภาคเอที่มีพลังงานตั้งแต่ 3 ถึง 8 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ สามารถพบได้โดยใช้สูตรไกเกอร์ที่มีข้อผิดพลาดสูงถึง 5 เปอร์เซ็นต์ ความยาวเส้นทางของอนุภาคเอในสื่ออื่น สามารถกำหนดได้โดยสูตรแบรกก์และเกลเซ่น

โดยที่ E คือพลังงานของอนุภาคเอ เมกะอิเล็กตอนโวลต์ A คือมวลอะตอม Z หมายเลขซีเรียล ρ คือความหนาแน่นของสารดูดซับกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร จำนวนคู่ของไอออนต่อหน่วยของเส้นทางการเดินทาง ที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานร่วมกันของอนุภาคเอ กับสสารขึ้นอยู่กับความลึกของการเจาะในรูป 1 แสดงกราฟการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นไอออไนเซชัน จำเพาะของเนื้อเยื่อชีวภาพตามเส้นทางของอนุภาค α210Ro Ea ซึ่งเท่ากับ 5.3 เมกะอิเล็กตอนโวลต์

สสาร

จุดเริ่มต้นของการวิ่งของอนุภาคเอ ไอออไนเซชันจำเพาะจะคงที่ เมื่อพลังงานของอนุภาคลดลงจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จนถึงระดับสูงสุดที่ส่วนท้ายของเส้นทาง มีมวลและประจุที่ค่อนข้างใหญ่ อนุภาคเอมีกำลังการทะลุทะลวงเล็กน้อย ดังนั้น สำหรับอนุภาเอที่มีพลังงาน 4 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ เส้นทางอิสระเฉลี่ยในอากาศคือ 2.5 เซนติเมตร ในเนื้อเยื่อชีวภาพ 31 ไมครอน ในอลูมิเนียม 16 ไมครอน ในเวลาเดียวกันอนุภาคเอมีลักษณะเฉพาะ

อัตราการถ่ายเทพลังงานเชิงเส้นที่สูง ปฏิกิริยาของอนุภาค β กับสสารในระหว่างการเคลื่อนผ่านของอนุภาค β ผ่านสสาร จะเกิดปฏิกิริยาระหว่างกันแบบยืดหยุ่น และไม่ยืดหยุ่นกับอะตอมของตัวกลางดูดซับได้ อันตรกิริยายืดหยุ่นหมายความว่าผลรวมของพลังงานจลน์ของอนุภาค ที่มีปฏิสัมพันธ์หลังจากปฏิสัมพันธ์นั้นยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในการปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ยืดหยุ่น พลังงานส่วนหนึ่งของอนุภาค ที่มีปฏิสัมพันธ์จะถูกถ่ายโอนไปยังอนุภาคอิสระ หรือควอนตาที่ก่อตัวขึ้น

การกระเจิงไม่ยืดหยุ่น การแตกตัวเป็นไอออนและการกระตุ้นของอะตอม การกระตุ้นของนิวเคลียส การถ่ายโอนพลังงานเชิงเส้นของอนุภาค β ในระหว่างการมีปฏิสัมพันธ์กับสสารเป็นสัดส่วน กับความหนาแน่นของอะตอมใน 1 ลูกบาศก์เซนติเมตรของสาร n หมายเลขซีเรียลของสาร Z และสัมประสิทธิ์ B ฟังก์ชันเชิงเส้น 1 ηΕ β เมื่ออนุภาคมีประจุทะลุเข้าไปในสนามคูลอมบ์ของนิวเคลียสอะตอม ความเร็วของอนุภาคจะเปลี่ยนทั้งขนาดและทิศทาง

ความเร่งของอนุภาคที่มีประจุ zE และมวลmในสนามของนิวเคลียสที่มีประจุ ZE เป็นสัดส่วนกับ zZE และพลังงานของเบรมส์ชตราลุง ที่กำหนดโดยกำลังสองของการเร่งความเร็วจะเป็นสัดส่วนกับ z2Z2E2 ต่อตารางเมตร ดังนั้น พลังงานของ เบรมส์ชตราลุงยิ่งมาก ยิ่งมีหมายเลขซีเรียลของสารเบรมส์ชตราลุงมากขึ้น และมวลของอนุภาคทิ้งระเบิดก็ยิ่งน้อยลงเท่านั้น สำหรับอนุภาค β ที่มีพลังงานค่อนข้างต่ำการสูญเสียไอออไนเซชันมีน้อย

ดังนั้นที่พลังงานของอนุภาค β หรืออิเล็กตรอนประมาณ 1 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ การสูญเสียไอออไนเซชันจะอยู่ที่ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ การสูญเสียพลังงานเนื่องจากการชนกันแบบยืดหยุ่นคือ 5 เปอร์เซ็นต์ และการสูญเสียเนื่องจากเบรมส์ชตราลุงนั้นเล็กน้อยสำหรับตะกั่ว การสูญเสียพลังงานอันเนื่องมาจากไอออไนซ์และเบรมสตราลุง มีค่าเท่ากันที่ Εβ-6.9 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ สำหรับอะลูมิเนียม แม้ที่ Εβ-10 เมกะอิเล็กตอนโวลต์

การสูญเสียพลังงานจากรังสีจะสูญเสียพลังงานประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ จากการชนกับนิวเคลียส สูตรเชิงประจักษ์ใช้เพื่อกำหนดช่วงของอนุภาค β ในตัวกลางต่างๆสำหรับอากาศ 400 Εβ เซนติเมตรสำหรับวัสดุที่มีน้ำหนักเบา อะลูมิเนียม แก้ว Rβ เท่ากับ 0.2 Εβ เซนติเมตรสำหรับ Ε น้อยกว่า 0.5 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ Rβ เท่ากับ 0.1 Εβ เซนติเมตรสำหรับ Ε มากกว่า 0.5 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ ความหนาแน่นไอออไนเซชันจำเพาะที่สร้างโดยอนุภาค β

นั้นน้อยกว่าอนุภาคเอที่มีพลังงานเท่ากัน ประมาณ 1,000 เท่าสำหรับอนุภาค β ที่มีพลังงาน 4 เมกะอิเล็กตอนโวลต์ เส้นทางอิสระเฉลี่ยในอากาศคือ 17.8 เมตรในน้ำ 2.6 เซนติเมตร ในอลูมิเนียม 9.8 มิลลิเมตร เมื่อคำนวณการป้องกันรังสี β พลังงานต่ำ ซึ่งการสูญเสียไอออไนเซชันไม่มีนัยสำคัญ ความหนาของแผ่นป้องกันต้องเท่ากับ หรือมากกว่าช่วงอนุภาคสูงสุดในวัสดุที่กำหนด ในกรณีนี้ควรใช้วัสดุที่มีค่า Z ต่ำ เมื่อมีพลังงานสูงของอนุภาค β

มักจะจำเป็นต้องป้องกันรังสีเอกซ์ เบรมส์ชตราลุง ปฏิกิริยาของ รังสีเอกซ์และ γ การแผ่รังสีกับสสาร เมื่อรังสีเอกซ์หรือรังสี γ ผ่านตัวกลางต่างๆ อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของควอนตั้มกับสสาร ความเข้มของมันจะลดลง ปฏิสัมพันธ์ของควอนตัมรังสีในกรณีนี้มีลักษณะเฉพาะ คือโฟตอนแต่ละอันออกจากลำแสงอันเป็นผลมาจากเหตุการณ์เดียว ดังนั้น จำนวนโฟตอนที่ออกจากลำแสง dI จึงเป็นสัดส่วนกับชั้นของสสาร dx ที่ผ่าน dI\u003d-μ ดีเอ็กซ์

โดยที่ μ คือปัจจัยสัดส่วนเรียกว่าปัจจัยการลดทอน     μ จะคงที่และการรวมของนิพจน์ เนื่องจาก x สามารถแสดงเป็นเซนติเมตรกรัมต่อ 1 ตารางเซนติเมตร เช่นเดียวกับจำนวนอะตอมหรืออิเล็กตรอนต่อ 1 ตารางเซนติเมตร และผลิตภัณฑ์ต้องไม่มีมิติ ค่าสัมประสิทธิ์การลดทอน μ ซึ่งบางครั้งเรียกว่าภาคตัดขวางที่มีประสิทธิภาพ จะแสดงตามลำดับในเซนติเมตร -1 ตารางเซนติเมตรต่อกนัม

 

บทความที่น่าสนใจ : โรคตับ อาการที่บ่งบอกถึงโรคตับในสุนัข