Тема Кіріспе. Ядролық физика зерттеу нысандары
Гамма-нұр мен бөлшектер зат арқылы өткенде
жүктеу/скачать 305,16 Kb.
|
лекция саулелелну (7)
- Бұл бет үшін навигация:
- Гамма-кванттар шоғы зат арқылы өткенде олардың энергиясы өзгермейді, тек шоқтың қарқыны төмендейді.
| Гамма-нұр мен бөлшектер зат арқылы өткенде олар оны құрайтын атомдармен, яғни электрондармен және атом ядроларымен (кейде нуклондармен) әсерлеседі. Осының нәтижесінде бөлшектердің де, заттың да кейбір сипаттамалары өзгереді. Зарядталған бөлшектер мен g-кванттардың затпен әсерлесуіне негізгі үлесті электромагниттік әсерлесу қосады. Ядролық әсерлесудің үлесі оның қысқа қашықтықтығы мен ядролардың санының электрондардың санынан едәуір аздығынан мардымсыз болады. Әрине, зарядталған бөлшектер үшін кулондық тосқауыл, ал g-кванттардың ядролық әсерлесуге қатыспайтыны да өз ықпалдарын тигізеді. Нәзік әсерлесудің тұрақтысы электромагниттік әсерлесу тұрақтысынан 1013 есе кем. Сондықтан, оларды зарядталған бөлшектердің зат арқылы өтуі кезінде елемеуге болады. g-квант нәзік әсерлесуге қатыспайды. Сондықтан, нұрдың затпен әсерлесуін олардың электромагниттік әсерлесуімен ауыстыруға болады.
Гамма-нұрға электромагниттік нұрдың толқын ұзындығы қысқа бөлігін жатқызады. Мұндай қысқа толқындардың толқындық қасиеттерінен бөлшектік қасиеттері басым болады. Осы тұрғыдан гамма-нұрды гамма-квант деп аталатын бөлшектердің ағыны деп ұғады. Гамма квантқа, басқа кезкелген бөлшектерге сияқты, энергия, импульс және момент тән. Гамма кванттарға тән энергиягың ең кіші мәні ондаған кэВ, ал жоғары мәні анықталмаған, қазіргі үдеткіштерде алынатын g-кванттардың энергясы ондаған ГэВ. Тәжірибеде маңызы бар гамма-кванттардың энергиялары бірнеше кэВ-тан 200-300 МэВ-ке дейін созылады. Гамма-кванттардың затпен әсерлесуінде, зарядталған бөлшектерге ұқсас, электромагниттік күштердің әсері басым болады. Бірақ, бұл әсерлесудің өзіндік ерекшеліктері бар. Біріншіден, g-квант зарядсыз бөлшек, ол затпен кулондық электр өрісі арқылы әсерлеспейді. Гамма-бөлшектер электрондармен 10-13 м қашықтықта әсерлеседі. Бұл заттың атомаралық қашықтығынан мың есе кіші. Сондықтан, гамма-кванттар заттың электрондарымен, ядроларымен сирек соқтығысады. Есесіне, соқтығысу нәтижесінде, әлбетте, таралу бағытын күрт өзгертіп, шоқтан шығып кетеді. g-кванттың екінші ерекшелігі оның массасы жоқ , ол еш уақытта жарық жылдамдығынан кем жылдамдықпен қазғала алмайды. Демек, затта ол баяулатылмайды. Соқтығысуда ол жұтылады немесе шашыратылады (көбіне үлкен бұрышқа). Гамма-кванттар үшін жол, ең ұзын жол, меншікті энергия шығыны ұғымдарының мәні жоқ.Гамма-кванттар шоғы зат арқылы өткенде олардың энергиясы өзгермейді, тек шоқтың қарқыны төмендейді.N-заттың х-қалыңдығын өткен бөлшектердің ағыны, яғни бөлшектердің уақыт бірлігі ішінде бірлік бет арқылы өтетін саны болсын. dх қалыңдық өткенде шоқтың ағыны dN-ға кемиді. Ол, әрине, бөлшектердің ағыны мен өткен dх қалыңдыққа пропорционал болады: (2.4) Ал, орта біртекті болса, m-тұрақты болады да, оңай интегралданып, (2.5) шығады. Мұндағы N0 – заттың бетіне түсетін бастапқы ағын. m шамасын жұту коэффициенті дейді. Көбіне массалық жұту коэффициентін пайдаланады. Бұл жағдайда заттың қалыңдығы ретінде беттік тығыздықты алған ыңғайлы. Жұту коэффициенті g-нұрдың зат арқылы өтуін толық сипаттайды. Ол заттың қасиеттері мен гамма-кванттың энергиясына тәуелді болады. Егер нұрдың затта жұтылуы әртүрлі құбылыстардың нәтижесінен болатын болса, әр құбылыстың өзіне тән жұту коэффициенті болады. Ал толық жұту коэффициенті m осы құбылыстардың жұту коэффициенттерінің қосындысына тең болады: (2.6) Жұту коэффициентінің бірлігі м-1, немесе см-1, ал массалық жұту коэффициентін м2/кг немесе см2/г-мен өлшейді. Белгілі құбылысқа тән жұту коэффициентінің заттың көлем бірлігіндегі жұту центрлерінің санына қатынасы, осы құбылыстың қимасын береді: (2.7) Сөйтіп, жұту коэффициентін анықтау үшін, жұтүға үлес қосатын құбылыстарды және бұл құбылыстардың қимасының гамма-кванттардың энергиясы мен заттың тегіне тәуелділігін білу керек. Гамма-кванттардың затта жұтылуы негізінен үш құбылыстың: фотоэффект, комптон эффект, электрон-позитрондық қосақтар туғызу әсерінен болады. Әдебиеттер / Литература: [3] жүктеу/скачать 305,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|