2011放射化学第6讲(辐射与物质的作用).ppt

放射化学
Radiochemistry
带电粒子与物质的相互作用
带电粒子与物质作用的主要过程
光子与物质作用的主要过程
带电粒子在物质中的能量损失
带电粒子在物质中的比电离
带电粒子在物质中的射程
中子与物质的相互作用
2021/7/25
The interaction of radiation with matter
Si:
14 electrons
10-20m2
Nucleu
10-29m2

10-5
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Secondary Reaction
M+  R+ + R (dissociation)
M+ + e  M* (recombination) favoured in liquid or solid.
M+ + X  Y+ (chemical reaction)
M+ + X  M + X+ (charge transfer)
M+  Mn+ + (n-1)e- (emission of Auger electron)
M*  M + h (fluorescence)
M*  2R (dissociation into radicals)
M*  R+ + R- (dissociation into ions)
M* + X  Y (chemical reaction)
M* + X  M + X* (transfer of excitation energy)
2021/7/25
带电粒子与物质作用的主要过程
电离和激发
弹性散射
轫致辐射
湮没辐射、契伦科夫辐射
核反应
化学变化
2021/7/25
Ionization & Excitation (电离和激发)
具有一定动能的带电粒子与原子的轨道电子发生库仑作用时，把本身的部分能量传递给轨道电子。如果轨道电子获得的动能足以克服原子核的束缚，逃出原子壳层而成为自由电子，此过程称为电离。
如果轨道电子获得的能量不足以摆脱原子核的束缚，而是从低能级跃迁到高能级，使原子处于激发态，此过程称为激发。
2021/7/25
Ionization & Excitation (电离和激发)
Particles
带电粒子损失能量的主要方式
2021/7/25
弹性散射(elastic scattering)
若带电粒子与原子的库仑场发生相互作用时，只改变带电粒子的运动方向，而作用前后体系的动能和动量保持守恒。这种作用过程称为弹性散射。
重带电粒子发生弹性散射的几率很小，散射现象不明显，因此其在物质中的径迹是直线。
电子的质量小，不仅受到原子核的散射，而且受到电子的散射。多次散射的结果，使电子在物质中的运动方向发生多次改变。
2021/7/25
韧致辐射（bremsstrahlung）
当高速运动的带电粒子从原子核附近掠过时，它会受到原子核库仑场的作用而产生加速度。根据经典电动力学，受到加速或减速的带电粒子的部分或全部能量将转变成连续的电磁辐射。这就是韧致辐射。
2021/7/25
湮没辐射
一个粒子与其相应的反粒子发生碰撞时，其质量可转化为辐射。这种辐射称为湮没辐射。
发生湮没辐射的两个碰撞粒子之间遵循质量守恒和能量守恒。
一个正电子与一个负电子相互碰撞时，光子。
2021/7/25