У чому полягає сутність фотоелектричного ефекту іонізуючої радіації
Суть фотоелектричного ефекту полягає в тому, що енергія падаючого кванта повністю поглинається атомом речовини, з якої вибивається електрон, внаслідок чого утворюються два іони. Фо- тоефект характерний лише для м’якого рентгенівського випромі- нювання з енергією менше одного мільйона електронвольт (МеВ). З підвищенням енергії випромінювання ефективність цього про- цесу досить швидко зменшується, а тому у процесі поглинання енергії набуває значення інший процес передачі енергії, а саме - ефект Комптона. При цьому відбувається пружне зіткнення між падаючим фотоном чи квантом випромінювання та електроном атома, що вибивається, якому переда ється лише частина енер- гії фотона чи кванта, а залишену частину енергії виносить інший фотон, що утворюється в результаті цієї взаємодії. Вибитий елек- трон здатний викликати іонізацію атомів та молекул середовища. Третій вид взаємодії з речовиною полягає у тому, що гамма-квант чи фотон у полі атомного ядра перетворюється на пару елемен- тарних частинок – електрон (е - ) та позитрон (е + ). Енергія, яку втрачає заряджена частинка на одиницю шля- ху її пробігу, називається лінійною втратою енергії, вона, перш за все, залежить від енергії та заряду частинки, причому ця залеж- ність різко посилюється із зниженням швидкості частинки. Ось чому в кінці пробігу віддача енергії зарядженою частинкою є мак- симальною. Ця особ ливість використовується при радіотерапії злоякісних пухлин, оскільки дозволяє сконцентрувати значну ча- стину енергії на глибині при мінімальному її розсіюванні у здоро- вих тканинах за ходом пучка. На відміну від заряджених частинок, кванти електромагніт- ного гамма- чи рентгенівського випромінювання, випадково зіт- кнувшись з атомами середовища, вибивають орбітальний елек- трон. Ось чому іони на шляху руху кванта появляються досить рідко, а проникаюча здатність, тобто довжина пробігу електро- магнітних випромінювань – максимальна. Ветеринарна радіологія 116 Таким чином, всі види іонізуючого випромінювання безпо- середньо чи опосередковано викликають збудження та іонізацію атомів середовища, а тому якісна сторона їх радіобіологічного ефекту не залежить від джерела випромінювання. Проте, при опроміненні у рівних дозах, але різними видами іонізуючої радіації, виникають кількісно різні біологічні ефекти, що пов’язано з просторовим мікророзподілом енергії (актів іоні- зації) в опроміненому організмі, тобто з лінійною втратою енергії. І залежно від цієї величини всі джерела іонізуючої радіації поділя- ються на щільно- та рідкоіонізуючі. Так, наприклад, альфа-частин- ки дають сконцентроване накопичення іонів, тобто в них значна лінійна втрата енергії. Електрони утворюють на шляху пробігу порівняно розсіяні пари іонів. Фотони чи кванти створюють ще меншу густину іонізації. Акти іонізації визначають момент та міс- це передачі енергії випромінювання біологічного субстрату. Про- те, досить важливо знати, в якій частині об’єкта відбувається цей акт іонізації. Так, фотони з енергією до одного МеВ максимально поглинаються на поверхні до 0,5 см живого об’єкту, оскільки са- ме у цьому шарі утворюється найбільше вторинних електронів. У міру просування у глибину, потік фотонів цієї енергії слабшає, у зв’язку з чим зменшується й кількість утворених пар іонів. Фото- ни з енергією понад 1 МеВ створюють максимум актів іонізації у глибині тканини, причому тим глибше, чим більша їх енергія. Таким чином, при взаємодії з біологічним субстратом кожний вид випромінювання тратить свою енергію на іонізацію та збуджен- ня атомів середовища, що обумовлює характерну картину мікророз- поділу енергії залежно від типу частинок чи фотонів та їх енергії.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «У чому полягає сутність фотоелектричного ефекту іонізуючої радіації» з дисципліни «Ветеринарна радіологія»
