Đề tài Sự phân rã hạt nhân

rất dài có thể phân rã không đáng kể khi kết thúc thời gian chiếu xạ để đo lường, nhưng phần nhỏ của phóng xạ có thể đạt được độ bão hòa từ một lượng giới hạn của mẫu, ngay cả với một thời gian chiếu xạ lâu cũng có thể không đủ để đo phóng xạ. Như một ví dụ về tầm quan trọng của chu kỳ bán rã, chúng ta kiểm tra việc xác định beri và flo ( ví dụ, trong hợp chất tinh khiết BeF2 ) sau chiếu xạ nơtron nhiệt. Hợp chất này được chọn vì cả hai nguyên tố là đồng vị đơn; thời gian sống của 9Be dài : 2,7x106 năm, 10Be có tiết diện của 0,010 b, và , which forms the short-lived nuclide 11-s19F: thời gian sống ngắn 11s 20F mặt cắt ngang xấp xỉ 0,009 b. Nếu 1 g BeF2 được tiếp xúc với một thông lượng 1012 n/cm2.s trong 1 giờ, 20F sẽ đạt hoạt độ bão hòa, kể từ: Whereas for 10 Be the saturation factor would be Trong khi 10Be là yếu tố bão hòa sẽ là: The initial activities of 20 F and 10 Be , respectively, would be Các hoạt độ ban đầu của 20F và 10Be, tương ứng, sẽ là : x 6,023 x 1023 x 9 x 10-27 x 1012 x 1 = 2,31x108 dps x 6,023 x 1023 x 10 x 10-27 x 1012 x 2,92 x10-11 = 3,75x10-3 dps The 20 F activity would be readily measurable after irradiation with even the crudest types of counting equipment, whereas the 10 Be might be barely detectable with even the most sensitive detection equipment available today. Hoạt độ 20F sẽ được dễ dàng đo được sau khi chiếu xạ với ngay cả các loại thiết bị thô sơ nhất, trong khi 10Be có thể hầu như không phát hiện được với ngay cả những thiết bị nhạy cảm nhất hiện nay. Tuy nhiên, nếu được phát hiện, 10Be hoạt độ sẽ được đo trong nhiều thế kỷ, trong khi đó hoạt động 200F sẽ được không đo được trong khoảng 5 phút. The maxi-mum delay time before measurement of the 20 F when it has decayed to the initial 10 Be activity value can be calculated from. Thời gian tạm dừng tối đa trước khi đo của 20F khi nó đã bị phân rã đến 10Be giá trị hoạt động ban đầu có thể tính từ. công thức: (6) Which is the decay equation (5) in logarithmic (base) form ,Thus Đó là phương trình phân rã (5) theo hình thức logarit (cơ số 10), vậy: With modern activation analysis systems, Provided no transportation delays were encountered, 4.8 min would be more than enough time to this flux (eg, 1 week) or an equal irradiation in a larger flux (eg, 10 13 all other nuclides produced by (n, Với hệ thống phân tích hiện đại, không có sự chậm trễ gặp phải, thời gian 4,8 phút sẽ đủ để xác định hoạt độ của 20F và với thời gian chiếu xạ lâu hơn (ví dụ, 1 tuần) hoặc chiếu xạ với một thông lượng lớn hơn (ví dụ, 1013 n/cm2.s ) 10Be trong 1g BeF2 sẽ sẵn sàng để thực hiện. Khi tất cả các chất khác sản xuất bằng phản ứng (n , g)) reactions have half-lives much shorter than 2.7 x 10 6 có chu kỳ bán rã ngắn hơn nhiều so với 10Be là 2,7 x 106 năm10 Be, minimum detectability for such quantities is not a problem if the amount of sample is nit severely limited., giới hạn tối thiểu cho số lượng như vậy không phải là một vấn đề nếu số lượng mẫu không bị hạn chế. 4.2.2. 4.2.2. Radioactive Equilibria Cân bằng phóng xạ With the exception of pure monoisotopic elements activated with thermal neutrons, irradiation of a matrix will result in the production of more than one radioactive nuclide. Ngoại trừ các nguyên tố đồng vị đơn chất kích hoạt bằng các nơtron nhiệt, chiếu xạ sẽ dẫn đến việc sản xuất của một chất phóng xạ sẽ nhiều hơn.The measurement of the several nuclides in the sample may be accomplished by the measurement of their radiation types and energies or of their half-lives or both. Việc đo lường của nhiều chất trong mẫu có thể được thực hiện bằng cách đo năng lượng bức xạ hoặc chu kỳ bán rã của chúng hoặc cả hai. Since the half-life or both .Since the half-life value is a characteristic sample, the total activity D T (t) at any time after irradiation t will be the sum of the activity of each radionuclide present. Khi giá trị của chu kỳ bán rã là sự đặc trưng của mỗi chất phóng xạ, nếu có nhiều chất phóng xạ trong mẫu thì tổng hoạt độ DT(t) ở thời điểm bất kỳ t sau khi chiếu xạ sẽ bằng tổng các hoạt độ thành phần: (7) The initial activities D j 0 can be determined experimentally by graphical analysis of the decay curve if the mixture contains not more than three or four nuclides with half-life that differ from one another by at least a factor of two (see Problem 4.6). Các hoạt động ban đầu Di0 có thể được xác định bằng thực nghiệm bằng cách phân tích đồ họa của đường cong phân rã nếu hỗn hợp có chứa không quá ba hoặc bốn nguyên tố với chu kỳ bán rã khác nhautừng đôi một (xem Vấn đề 4.6). (8) An important exception to (7) occurs when a radionuclide decays to a product nuclide which is itself radionuclide decays to a product nuclide which is itself radioactive. Một ngoại lệ quan trọng (7) xảy ra khi một chất phóng xạ phân rã đến một chất mà sản phẩm phân rã là chính nó. một chuỗi biến đổi như vậy được gọi là một chuỗi phân rã, có thể được viết là: where P is the parent nuclide, D is the daughter nuclide, and S is the daughter's product nuclide, which may itself be a radioactive nuclide. In activation analysis practice, S is almost always a stable nuclide. Several exceptions exist, especially in the cases of the stable nuclide. Several exceptions exist, especially in the cases in which radionuclides whose granddaughter nuclide is the metastable state nuclide. Với P là hạt mẹ, D là hạt con, và S là sản phẩm của hạt con, mà tự nó có thể là một chất phóng xạ. Trong phân tích kích hoạt thực tế, S là hầu như luôn luôn bền. Đặc biệt là trong các trường hợp của các hạt nhân ổn định. trường hợp ngoại lệ Một số tồn tại, đặc biệt là trong các trường hợp, trong đó chất phóng xạ có hạt nhân cháu ở trạng thái siêu bền. The decay chains of 111 Pd, 117 Cd, and 124 Sn are examples of the latter exception. Các chuỗi phân rã của 111Pd, 117Cd, và 124Sn là những ví dụ của trường hợp ngoại lệ này. Table 4.1 lists for several elements the decay chain resulting from neutron activation. Bảng 4.1 Liệt kê một số nguyên tố trong chuỗi phân rã từ kích hoạt nơtron. Included in the table are several fission products which are some time used to determine uranium or as radioisotopic tracers.Bảng bao gồm một số sản phẩm phân hạch đôi khi sử dụng để xác định uranium hoặc dùng như là đồng vị phóng xạ đánh dấu. Hạt nhân Phản ứng Sản phẩm kích hoạt (P) Chu kỳ bán rã hạt mẹ Hạt nhân con (D) Chu kỳ bán rã hạt con Hạt bền (S) 46Ca (n,g) 47Ca 4,5 ngày 47Sc 3,4 ngày 47Ti 48Ca (n,g) 49Ca 8,7 phút 49Sc 57,5 phút 49Ti 94Zr (n,g) 95Zr 65 ngày 95Nb 35 ngày 95Mo 96Zr (n,g) 97Zr 17 giờ 97Nb 72 phút 97Mo 100Mo (n,g) 101Mo 14,6 phút 101Tc 14 phút 101Ru 235U (n,f) 90Sr 28 năm 90Y 64 giờ 90Zr 235U (n,f) 137Cs 30 năm 137mBa 2,6 phút 137Ba 235U (n,f) 140Ba 12,8 ngày 140La 40 giờ 140Ce Bảng 4.1 chuỗi phân rã của một số sản phẩm phân hạch theo phân tích kích hoạt nơtron In each of these chains the parent nuclide decays according to the decay equation. Trong mỗi một trong các chuỗi các hạt nhân mẹ phân rã theo phương trình phân rã: (9) Which has the familiar solution Trong đó có các giải pháp quen thuộc (10) However , the net change in the number of daughter nuclei with time is a function not only of its own decay constant but also of the rate with which it is being produced by the decay of its parent. Tuy nhiên, sự thay đổi hạt nhân con với thời gian là một chức năng không chỉ của riêng hằng số phân rã mà còn của tốc độ phân rã mà nó đang được sản xuất bởi sự phân rã của hạt nhân mẹ. The rate equation for the daughter nuclide is given by. Phương trình tốc độ phân rã cho hạt nhân con được cho bởi. (11) In which Trong đó lPNP is the decay rate of the parent (which is the production rate of the daughter) andlà tốc độ phân rã của hạt mẹ (tốc độ sản xuất hạt con) và lDND is the decay rate of the daughter. là tốc độ phân rã của hạt con. Equation 11 may be rearranged into the form of a linear differential equation of the first order. Công thức 11 có thể được sắp xếp lại dưới dạng một phương trình vi phân tuyến tính bậc 1. (12) The solution to this differential equation is derived in several textbooks 1 and is given as. Việc giải phương trình vi phân này có trong một số sách giáo khoa và được cho là. (13) In terms of radioactivities, and with no initial daughter present (ie, N D 0 = 0), (13) becomes Về hoạt độ, không có mặt hạt con ban đầu (tức là, ND0 = 0), (13) trở thành : (14) Two interesting types of radioactive equilibrium occur when the half-life of the parent nuclide is greater than the half-life of its daughter (ie, Hai điều thú vị của cân bằng phóng xạ xảy ra khi chu kỳ bán rã của hạt nhân mẹ lớn hơn chu kỳ bán rã hạt nhân con thí dụ như ( lP < lD). ).). Equation 14 shows that if Phương trình 14 cho thấy rằng nếu lP < lD, tăng t, t t becomes negligible much faster than, and whentrở nên không đáng kể so với , khi đó: t t. (15) Hình 4.3 Đường cong phân rã hạt nhân 4,5-d 47Ca -> 3,4-d 47Sc: a) đường cong nguồn 47Ca ban đầu, b) đường cong 47Sc gia tăng; c) tổng hoạt độ quan sát được của nguồn hoặc: (16) Tình trạng này được gọi là cân bằng tạm thời.. Đối với một hạt mẹ tinh khiết ban đầu hoạt động tổng cộng của hạt mẹ và hoạt động hạt con đạt đến một giá trị tối đa trước khi đạt được trạng thái cân bằng. Ở trạng thái cân bằng hạt con phân rã với chu kỳ bán rã của hạt mẹ. Chiếu xạ Nơtron 46Ca cho ra sản phẩm là hạt nhân 4-5 ngày 47Ca phân rã thành 3-4 ngày 47Sc. Hình 4.3 cho thấy các hoạt độ của một nguồn tinh khiết ban đầu của 47Ca như là một hàm của thời gian. Nếu 47Sc là một đồng vị bền, sự phân rã của 47Ca sẽ được đưa ra bởi một đường a. The growth of the 3.4-d 47 Sc is shown as line b. The sum of the two activities in the unseparated source is given ac line c . Sự phát triển của các 3,4-d 47Sc được hiển thị như đường b. Tổng hợp của hai hoạt độ trong nguồn được cho bởi đường c. Extrapolation of line b black to t = 0 gives the hypothetical value. Ngoại suy đường b đến t = 0 cho các giá trị giả định. (17) This value of the amount of 47 Sc which would be present in the source if the 47 Ca were already in equilibrium with the 47 Sc at t = 0 this equilibrium Hình 4.4 Đường cong phân rã hạt nhân 27-y 90Sr -> 64-h 90Y: a) đường cong nguồn 90Sr ban đầu, b) đường cong sự gia tăng của 90Y; c) tổng hoạt độ quan sát được của nguồn Đây là giá trị của lượng 47Sc hiện tại trong nguồn nếu trong 47Ca đã đạt trạng thái cân bằng với các 47Sc tại t = 0. Nếu trạng thái cân bằng cân bằng này, lượngwere then chemically separated from the 47Sc sau đó được phân chia hóa học từ 47Ca, the ratio of the separated activities would be 4.08. ,thì tỉ số của hoạt động được phân chia sẽ là 4,08. The limiting case of radioactive equilibrium occurs when Các trường hợp giới hạn của sự cân bằng phóng xạ xảy ra khi and the parent does not decay appreciably during many daughter half-lives.lP << lD và hạt mẹ không phân rã trong chu kỳ phân rã của hạt con, cuộc sống. Tình trạng này được gọi là trạng thái cân bằng bền. Nó sau từ and the parent does not decay appreciably during many daughter half-lives.lP << lD that (15) reduces still further to mà (15) giảm hơn nữa để: (18) Trạng thái cân bằng bền được thể hiện trong Hình 4.4 bởi hạt nhân đã biết 27-y 90Sr, phân rã thành 64-hr 90Y. Đường a cho biết hoạt độ DP0 của nguồn 90Sr tinh khiết. Đường b thể hiện sự gia tăng của hạt nhân con 90Y và đường c thể hiện tổng hoạt độ. Nó có thể được ghi nhận từ (14) rằng nếu and the parent does not decay appreciably during many daughter half-lives.lP << lDand và , then, since , Sau đó, khi lPNP0=R, the rate of production of the daughter nuclide = R, tốc độ sản xuất hạt nhân con là: (19) Which gives the production equation in the same form as that of a radio- nuclide produced by a nuclear reaction at a constant production rate Công thức sản xuất theo hình thức giống như của một hạt nhân được sản xuất bởi một phản ứng hạt nhân ở một hằng số phân rã (R= nsf) (20) One feature of secular equilibrium is the ability to have an almost constant source of short-lived radiotracer available in the laboratory (eg, 68-m Một tính năng của trạng thái cân bằng bền là khả năng có một hằng số nguồn của chất phóng xạ đánh dấu có thời gian sống ngắn có sẵn trong phòng thí nghiệm (ví dụ, 68-m , 64-h , 64-h , 30-s 90Y, 30-s 106Rh, 2.6-m , 2,6-m 137mBa, 40-h , 40-h , 17.3-m140La, 17,3-m 144Pr, from their respective long-lived parents) by repeated separations of the short-lived daughters after equilibrium is attained., tương ứng hạt mẹ có thời gian sống dài tương ứng) bằng cách phân chia lặp đi lặp lại hạt con có thời gian sống ngắn sau trạng thái cân bằng hay gần trạng thái cân bằng. A convenient way to prepare a laboratory source of the short-lived nuclide is to absorb the parent nuclide on an ion-exchange resin or alumina column (see Section 6.2.2) and elute (“milk”) the daughter nuclide from the column as needed. Một cách thuận tiện để chuẩn bị một nguồn hạt nhân tồn tại ngắn để hấp thụ các hạt nhân mẹ trên trao đổi ion hoặc cột ôxit nhôm (xem mục 6.2.2) và tách ("sữa") các hạt nhân con từ cột cần thiết. Such a device is colloquially called a “cow” and the analogy is well deserved. It is apparent that if the daughter nuclide is longer-lived than the parent equilibrium is not attained at any time. Rõ ràng rằng nếu hạt con sống lâu hơn hạt mẹ là không thể đạt được tại bất kỳ lúc nào. This decay system is the most frequently encountered situation for successive beta decays and is illustrated in Figure 4.5 for the pair 8.7-m Hệ thống phân rã này thường xuyên gặp phải cho phân rã beta kế tiếp và được minh họa trong Hình 4.5 cho cặp 8,7-m 49Ca decaying to 57.5-mbị phân rã thành 57,5-m 49Sc. Đường a là sự phân rã của hạt 49Ca initially pure ban đầu tinh khiết decaying as ifbị phân rã thành 49Sc ở trạng thái bền. Line b is the growth of Đường b là sự gia tăng của 49Sc trong nguồn 49Ca và đường c là tổng hoạt độ mẫu Hình 4.5 Đường cong phân rã hạt nhân 8,7-m 49Ca -> 57,5-m 49Sc: a) đường cong nguồn 49Ca ban đầu, b) đường cong sự gia tăng của 49Sc; c) tổng hoạt độ quan sát được của nguồn Đôi khi mong muốn để tính toán, cho các hệ thống của trạng thái cân bằng tạm thời và không có trạng thái cân bằng, thời gian sau khi phân chia khi hoạt độ hạt nhân con trong nguồn hạt nhân mẹ tinh khiết đạt đến giá trị tối đa của nó. Thời gian này tm có thể thu được bằng cách lấy vi phân của (13) (đối với hạt nhân mẹ tinh khiết ban đầu): (21) Khi dND/dt = 0 tại : t = tm ta được: (22) Equation 22 shows that the time Công thức (22) cho thấy để thời gian tm củafor secular equilibrium approaches infinity as the half-life of a parent increases to large values. trạng thái cân bằng bền tiến đến vô cực thì giá trị chu kỳ bán rã của hạt nhân mẹ phải tăng lên. A practical example of the use of (22) is noted for the determination of zirconium in the presence of hafnium , 2 following neutron irradiation from which the 65-d Một ví dụ thực tế của việc sử dụng công thức (22) được ghi nhận để xác định zirconi trong sự có mặt của hafnium, chiếu xạ Nơtronactivity is separated from the 70-d 65-d 95Zr được tách từ 70-d 175Hfand the 43-d và 43-d 181Hf làradioactivities only with great difficulty, since the two elements are chemically similar. rất khó khăn, khi hai nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau. Tuy nhiên, hạt nhân con 35-d 95Nb,however, can be readily separ-ated chemically from both zirconium and hafnium. có thể dễ dàng phân tách hóa học cả hai zirconi và hafnium. Thời điểm đề hoạt độ 95Nb đạt tới giá trị cực đại là: (23) 4.3 Tương tác của bức xạ với vật chất: Radioactivity measurement processes depend on the interactions of the radiations emitted by the disintegrating nuclei with some material in their environment. The radiations passing through matter in gaseous, liquid, or solid state are affected by individual atoms of the matter causing the radi-ations to lose some of their kinetic energy with each interaction. Quá trình đo phóng xạ phụ thuộc vào sự tương tác của các tia phóng xạ phát ra bởi các hạt nhân phân hủy với một số vật liệu trong môi trường. Phóng xạ truyền qua vật chất trong trạng thái khí, lỏng hoặc rắn bị tác động bởi các nguyên tử của vật chất do sự bức xạ để mất động năng qua mỗi sự tương tác. Đổi lại, các tia phóng xạ có ảnh hưởng rõ rệt trên các nguyên tử có liên quan. There are four sets of parameters with which the interactions of radiation with matter can be examined. Có bốn thông số mà các tương tác của bức xạ với vật chất có thể được kiểm tra. Trong đó được tóm tắt cho các electron và các photon trong Bảng 4.2, như sau: 1.The type of radiation. Nuclear radiations may be classified as heavy charged particles (eg, protons, deuterons, and alpha particles), electrons (positive of negative charged), photons, and neutrons. Các loại bức xạ.sự phóng xạ của hạt nhân có thể được phân loại là hạt mang điện nặng (ví dụ như proton, deuterons, và các hạt alpha), electron (tích điện âm hoặc dương), photon, và Nơtron. Different types of radiation affect matter in different ways. Các loại bức xạ ảnh hưởng đến vật chất theo nhiều cách khác nhau. The kind of matter. Such properties of matter as the physical and chemi-cal state, the density, and the atomic number affect the mechanisms and rates with which radiations are stopped. 2. Các loại vật chất. Những đặc tính của vật chất như là tính chất vât lý, tính chất hóa học, mật độ, và số nguyên tử ảnh hưởng đến các cơ chế và tốc độ phóng xạ. The part of individual atoms affected. The interaction mechanism for individual encounters for a given radiation depends on the part of the atom involved. 3. Thành phần của các nguyên tử bị ảnh hưởng. Các cơ chế tương tác cho các va chạm cho một bức xạ phụ thuộc vào thành phần của nguyên tử có liên quan. Radiations may interact with the nucleus, with individual orbital electrons, or even with electric field or the nucleus or the orbital electrons.Bức xạ có thể tương tác với hạt nhân, với quỹ đạo electron, hoặc ngay cả với điện trường của hạt nhân hoặc các obital electron. The type of interaction. The interaction can take place in three ways: 4. Loại tương tác. Sự tương tác có thể diễn ra theo ba cách: i. Elastic scattering, which changes the energy and direction of the radiation but causes no change in the internal energy of the scattering medium. i. Tán xạ đàn hồi, làm thay đổi năng lượng và hướng của bức xạ nhưng không thay đổi nội năng của môi trường tán xạ. ii. Inelastic scattering, which changes the energy and direction of the radiation but also causes a change in the energy of the scattering medium. ii. Tán xạ không đàn hồi, làm thay đổi năng lượng và hướng của bức xạ, nhưng cũng gây ra sự thay đổi về năng lượng của môi trường tán xạ. iii. Absorption, in which the radiation becomes part of a system with the medium and some other process releases the excess energy of the new system. iii. Hấp thụ, trong đó bức xạ trở thành một phần của một hệ với môi trường và các quá trình giải phóng năng lượng dư thừa của hệ mới. Table 4.2 Summary of the Interactions of Electrons and Photons with Bảng 4.2 Tóm tắt các tương tác của electron và photon với vật chất Hạt Vật chất Tương tác Va chạm đàn hồi Va chạm không đàn hồi Hấp thụ Electron (b-,b+) Hạt nhân Tán xạ Rutherford Bức xạ hãm Bắt electron Obital electrons Không đáng kể Ion hóa hóa và kích thích Sự hủy b+ Photon (g) Hạt nhân Không đáng kể Cộng hưởng hạt nhân Sự quang rã Obital electrons Không đáng kể Tán xạ Compton Hiệu ứng quang điện Trường Không đáng kể Không đáng kể Sự tạo cặp Eg >1.02 MeV 4.3.1 Heavy Particles 4.3.1 Hạt nặng: (24) In the realm of activation analysis heavy charged and neutrons are not radiations encountered from the radio activation of stable nuclides and thus are not included in Table 4.2. Trong lĩnh vực phân tích kích hoạt hạt nặng mang điện và nơtron không phóng xạ từ việc kích hoạt các hạt nhân bền và do đó không được bao gồm trong bảng 4.2. Tương tác của chúng với vật chất có tầm quan trọng đáng kể trong khía cạnh khác nhau và thảo luận chi tiết tính chất tương tác của chúng có thể tìm thấy trong một số tài liệu tham khảo được liệt kê trong thư mục này.Nhìn chung, các hạt tích điện (ví dụ, các hạt alpha) tương tác với vật chất cũng như electron, chủ yếu là do ion hóa và kích thích nguyên tử, phân tử trong quãng đường của hạt. Tuy nhiên, các hạt "nặng" tích điện, so với electron, không bị cong nhiều trong ion hóa và do đó đường đi của nó là đường thẳng là hợp lý. A head-on elastic of an alpha particle with an electron would result in an energy loss by the alpha particle Va chạm đàn hồi của một hạt alpha với một electron sẽ làm năng lượng của các hạt alpha sẽ bị giảm đi: (24) Thus a collision of a 5-MeV alpha particle with an orbital electron would free the electron and impart to it a kinetic energy of about 2700 eV. Such second-ary electrons can produce secondary ionizations, since on the average the energy required to ionize an atom into an ion pair (ip) is about 35 eV/ip.A5-MeV alpha particle would produce approximately 5 x 10 6 /35 Do đó, một vụ va chạm của một hạt alpha 5 MeV với một obital electron sẽ không phụ thuộc vào electron và truyền cho nó một động năng khoảng 2700 eV. Do đó electron thứ cấp có thể sinh ra sự ion hóa thứ cấp, khi năng lượng trung bình cần thiết để ion hóa một nguyên tử thành một cặp ion (ip) là khoảng 5 x 106/35» 1,5x105 ip trong một khoảng cách rất ngắn (khoảng 3,5 cm trong không khí hoặc 0.004 cm trong nhôm). Sự mất năng lượng trên mỗi ion hóa cơ bản thực chất là 1 hằng số và quỹ đạo của hạt alpha là đường thẳng, nó có được một mối quan hệ thực nghiệm giữa quãng chạy hạt alpha đơn năng và năng lượng. Đối với các hạt nhân phóng xạ phát ra hạt alpha có năng lượng trong khoảng 4-7 MeV quãng chạy trong không khí (tính theo cm) được cho bởi: (25) Eα đơn vị là MeV Quãng chạyThe range in solid materials may be estimated by the approximate relation-ship các loại vật liệu rắn có thể được ước tính bởi các mối quan hệ gần đúng : (26) Where R s = range in the solid material of density ρ and mass number A, Với : Rs = quãng chạy trong chất rắn của mật độ ρ và số khối A, R= range in air R = quãng chạy trong không khí Neutrons have no charge and therefore exert a negligible effect on atomic electrons. Their interactions are primarily with the nuclei of the atoms in their path. Nơtron không mang điện, do đó gây ảnh hưởng không đáng kể lên các electron nguyên tử. Tương tác chủ yếu với các hạt nhân của các nguyên tử trong quãng đường của nó. Nơtron năng lượng cao mất năng lượng của mình bằng các va chạm đàn hồi. The loss per collision is greater with lower Z materials, since a greater fraction of the kinetic energy can be imparted to a smaller struck nucleus. Việc mất năng lượng trên mỗi va chạm lớn nhiều so với Z của vật liệu, khi một phần lớn của động năng được truyền cho một hạt nhân nhỏ hơn. Neutrons may also undergo resonance scattering (inelastic collisions) during the process of moderation. A neutron, on reaching thermal velocity, is eventually absorbed in some nucleus by the (n,γ) process. Nơtron cũng có thể trải qua sự tán xạ cộng hưởng (va chạm không đàn hồi) trong quá trình va chạm. Một Nơtron đạt đến vận tốc nhiệt được hấp thụ cuối cùng trong một số hạt nhân bởi quá trìnhAlthough the neutron produces essentially no ionization while losing its kinetic energy, two events scattering of neutrons by hydrogen atoms results in recoil protons which, as heavy-charged particles, can cause ionizations, and the release of a prompt gamma ray following the neutron absorption allows the detection of the ionization it produces. (n, γ). Mặc dù nơtron sản xuất chủ yếu không ion hóa trong khi mất động năng của nó, hai sự kiện tán xạ nơtron bởi các nguyên tử hydro sẽ dẫn đến sự bật ngược lại của các proton, như các hạt nặng mang điện, có thể gây ra isự ion hoá và giải phóng tia gamma theo sự hấp thụ nơtron cho phép phát hiện sự ion hóa nó tạo ra. 4.3.2 Electrons 4.3.2 Các electron: Electrons with energy in the range of those emitted as beta particles lose energy primarily by ionization and excitation processes. Electron với năng lượng trong phạm vi của những chất phát xạ như hạt beta bị mất năng lượng chủ yếu do sự ion hóa và quá trình kích thích. In this regard electrons behave similarly to the heavier charged particles.Electron này tương tác tương tự như các hạt mang điện nặng hơn. Chúng cũng mất xấp xỉ cùng một lượng năng lượng cho mỗi cặp ion được hình thành, khoảng 34eV. Tuy nhiên, khối lượng của electron thì nhỏ hơn nhiều so với một hạt alpha, độ ion hóa riêng (ví dụ, số lượng các cặp ion được sản xuất trên mỗi cm chiều dài quãng đường) là nhỏ hơn nhiều. Kết quả là một hạt beta đi một quãng đường dài hơn một hạt alpha cùng năng lượng.Further, an electron can lose up to half its energy in a single encounter if it is scattered through large angles. Hơn nữa, một electron có thể mất đến một nửa năng lượng của nó trong một va chạm duy nhất nếu nó được tán xạ qua các góc lớn.Thus the path of a beta particle deviates increasingly from a straight line as it loses its energy. Như vậy quãng đường của một hạt beta lệch ngày càng nhiều từ một đường thẳng khi nó mất năng lượng.With the added fact that beta par-ticles have continuous distribution of energy (as contrasted to monoenergetic alpha particles) it becomes difficult to define the range of a beta particle as easily as that of an alpha particl Thêm vào đó hạt beta có sự phân phối năng lượng liên tục (như trái ngược với các hạt alpha đơn năng) nó trở nên khó xác định phạm vi của một hạt beta một cách dễ dàng như là của một hạt alpha. Even a beam of initially monoenergetic electrons become continuous in energy as they traverse an absorber. Ngay cả một chùm electron đơn năng ban đầu trở thành năng lượng liên tục khi nó đi qua một chất hấp thụ. Sự kết hợp của một phổ năng lượng liên tục và phổ tán xạ góc liên tục dẫn đến tốc độ hấp thụ vật chất có thể được xấp xỉ bởi một quy luật hấp thụ theo cấp số mũ có dạng: (27) I/I0 là tỉ số của các electron còn lại sau khi đi qua một chất hấp thụ, trong đó: ml = hệ số hấp thụ tuyến tính ( cm-1), x = độ dày đi qua (tính bằng cm), OrHoặc: mm = hệ số hấp thụ khối lượng (cm2/g) q = bề dày đi qua (g/cm2). Khi năng lượng mất đi qua mỗi ion hóa gần như không đổi, năng lượng mất đi của một hạt beta (Δ E) tỉ lệ với số nguyên tử (số electron trên mỗi nguyên tử) và mật độ nguyên tử (Nr/ A ) (the number of atoms per cubic centimeter)./A) (số lượng nguyên tử trên mỗi cm khối).Thus Do đó: (28) Where N = Avogadro ' s number, Với: N = số Avogadro A = the atomic weight of the absorber, A = nguyên tử khối của chất hấp thụ, = the absorber density. r = Mật độ hấp thụ. Since the variation of Z/ A with Z is small (decreasing from about 0.5 for aluminum to about 0.4 for lead), absorption depends essentially on the density of the absorber. Khi sự thay đổi của Z/A với Z là nhỏ (giảm từ khoảng 0,5 cho nhôm đến khoảng 0,4 cho chì), sự hấp thụ chủ yếu phụ thuộc vào mật độ của chất hấp thụ. Thus, if the absorption length is given in units of g/cm 2 (ie, density x thickness), the fractional absorption for a given energy beam of electrons is almost independent of the atomic number of the absorber material. Như vậy, nếu chiều dài hấp thụ dùng đơn vị của g /cm2 (tức là : mật độ x bề dày), sự hấp thụ một chùm năng lượng electron gần như độc lập với nguyên tử khối của chất hấp thụ.The mass absorption coefficient for given beta maximum energies may be calculated from the empirical relation. Hệ số hấp thụ khối lượng beta với năng lượng cực đại có thể được tính từ các mối quan hệ thực nghiệm. (29) (cm2/g) Công thức (27) [tương tự như (1-32), định luật phân rã phóng xạ] chỉ ra rằng có giá trị bề dày một nửa ½ for which the initial intensity is reduced to half its value (usually for only one or two half thicknesses): q½ mà cường độ ban đầu được giảm xuống một nửa giá trị của nó (thường dùng là một hoặc hai nửa bề dày): (30) (31) Figure 4.6 gives an empirical curve relating the maximum beta-particle energy, E ß (max), with half-thickness value Hình 4.6 thể hiện một đường cong thực nghiệm liên quan năng lượng cực đại của hạt bêta, Eß (max) với giá trị bề dày một nửa ½ . q½. .The curve is useful for estimation of maximum beta energies by simple absorption measurements. Đường cong này rất hữu dụng cho việc dự toán năng lượng cực đại của beta bởi phép đo hấp thụ đơn giản. A better estimate of the maximum beta-particle energy may be made form a determination of the beta range by a total absorption measurement. A typical absorption curve for a pure radionuclide is seen in Figure 4.7, in which the beta absorption curve for 55-m Hình 4.6 Sự hấp thụ bề dày một nửa là một hàm của năng lượng cực đại hạt bêta. Đánh giá tốt hơn về năng lượng cực đại của beta có thể xác định quãng chạy beta bởi sự đo liều hấp thụ tổng cộng. Một đường cong hấp thụ tiêu biểu cho một hạt nhân phóng xạ nguyên chất được nhìn thấy trong hình 4.7, trong đó các đường cong hấp thu beta cho m-55 69Znwhich decays by emission of beta-particles with maximum energy of 0.91 MeV, shows an extrapolated range of 0.36 g/cm 2 . trong đó phân rã bằng bức xạ của các hạt beta với năng lượng tối đa là 0,91 MeV, ngoại suy quãng chạy của 0,36 g / cm2..Such determinations, however, are seldom made for activated radionuclide unless qualitative identifications are being attempted. Xác định như vậy, tuy nhiên, hiếm khi làm cho hạt nhân phóng xạ kích hoạt trừ khi yếu tố chất lượng được cải thiện. Trước khi nghiên cứu đã có một số mối quan hệ thực nghiệm của năng lượng và quãng chạy; ta có các phương trình : (32) cho MeV (33) MeV cho Figure 4.8 shows a curve prepared by Clendenin* 5 which relates the range in aluminum with maximum beta energies. Hình 4.8 cho thấy một đường cong có liên quan đến quãng chạy của nhôm với năng lượng cực đại beta.The curve is especially useful for energies below 0.8 MeV, when (33) is less exact. Đường cong này đặc biệt hữu ích đối với năng lượng dưới 0,8 MeV, khi công thức (33) không chính xác. The only other important interaction of electrons with matter is the inelastic scattering of high-speed electrons by the coulomb attraction of the positively charged nucleus. Tương tác của electron với vật chất là sự tán xạ không đàn hồi của các electron tốc độ cao bởi lực hút culông của hạt nhân tích điện dương. LựcThis coulomb-induced scattering results in the emission of continuous-energy photons, or Bremsstrahlung (braking rays). culông này gây ra tán xạ làm năng lượng liên tục photon phát xạ, hoặc bức xạ hãm (hãm tia). The gamma-ray background of the “pure” beta emitting radionuclide Các tia gamma nền của "beta" tinh khiết phát xạshown in Eigure 4.7 is due to the Bremsstrahlung produced in the absorber by the hạt nhân 69Zn thể hiện trong hình4,7 là do bức xạ hãm sinh ra hấp thụ hạt beta bởi 69Zn. Advantage may be taken in some instances of theLợi thế có thể được thực hiện trong một số trường hợp của Bremsstrahlung from beta emitters for there measurement with gamma – ray detection equipment.bức xạ hãm từ beta phát xạ cho sự đo lường với thiết bị phát hiện tia gamma. The total loss of energy of an electron traversing an absorber, Tổng năng lượng bị mất của electron đi qua một chất hấp thụ DET , is the sum of the loss by the ionization collisions,là tổng thiệt hại do sự ion hóa các va chạm, DEc , and the loss by radiation,và các tổn thất do bức xạ DEr. The loss of  energy by radiation has been shown to depend on  of the absorber and the electron energyViệc mất năng lượng bởi sự bức xạ đã được cho biết là phụ thuộc vào Z2 của các chất hấp thụ và năng lượng electron. (34) And from (28) the loss of energy by collisions in the same material is Và từ (28) năng lượng bị mất bởi va chạm trong cùng một vật liệu là (35) The ration of losses by radiation to collision is given by (36) Tỷ lệ năng lượng bị mất do bức xạ để va chạm là :  Hình 4.7 Đường cong hấp thụ nhôm của 55-m 69Zn , phân rã bởi sự phát xạ beta với năng lượng cực đại là 0,91 MeV. Quãng chạy ngoại suy được là 0,36 g/cm2 Thus for absorption in aluminum (Z=13) the loss by radiation is Un-important for the energy range of beta particles emitted by all usual radio-nuclides. In lead (Z = 82) , however, the loss by radiation is ~ 12% of the loss by collision for a 1 MeV beta particle. Vì vậy, để hấp thu bằng nhôm (Z = 13) sự mất mát của bức xạ là không quan trọng đối với các dải năng lượng của các hạt beta được phát ra bởi tất cả các hạ nhân thông thường. Trong chì (Z = 82), tuy nhiên, sự mất mát của bức xạ là ~ 12 % của sự mất mát do va chạm với1 hạt beta 1 MeV. The production of Bremsstrahlung for higher energy beta-emitting radionuclides should be considered  in absorp- tion measurements. Việc sản xuất bức xạ hãm cho hạt nhân có năng lượng cao hơn bức xạ beta hạt nên được xem xét trong sự đo liều hấp thụ.  Hình 4.8 Quãng chạy của electron và hạt beta trong nhôm 4.3.3. Gamma Rays 4.3.3. Tia gamma: Table 4.2 shows that gamma rays interact with matter not only differently than do electrons but also that they interact in three significant ways. Bảng 4.2 cho thấy các tia gamma tương tác với vật chất không chỉ khác so với electron mà chúng còn tương tác trong ba cách đáng kể. 1. The photoelectric effect, an absorption process in which a gamma ray ejects an electron from an atomic orbit and disappears by transferring all its energy in the process. 1. Hiệu ứng quang điện là một quá trình hấp thu, trong đó một tia gamma bứt ra một electron từ một quỹ đạo nguyên tử và biến mất bằng cách chuyển tất cả năng lượng cho tiến trình. 2. The Compton effect, an inelastic scattering process in which the photon ejects and electron but escapes with degraded energy. 2. Hiệu ứng Compton, một quá trình tán xạ không đàn hồi trong đó photon bứt ra một electron, nhưng thoát ra với năng lượng bị suy biến. 3. Pair production, an absorption process in which the photon vanishes in creating a positively and negatively charged pair of electrons. 3. Sự tạo cặp, một quá trình hấp thụ trong đó photon biến mất trong việc tạo ra một cặp electron mang điện âm và dương. The differences in interactions between gamma rays and charged particles result from the fact that charged particles lose their energy in small discrete steps ( ~ 34 eV per ion pair produced), whereas a gamma ray can lose most or all of its energy in a single event. Sự khác biệt trong tương tác giữa tia gamma và các hạt mang là các hạt mang điện bị mất năng lượng một ít trong sự rời rạc (~ 34 eV /cặp ion được tạo ra), trong khi một tia gamma có thể mất gần hết hoặc tất cả các năng lượng của nó trong một tương tác. Chùm tia gamma đơn năng được chuẩn trực bởi sự va chạm với một photon bất kỳ đi qua một chất hấp thụ có độ dày dx.The rate of photons removed from the beam (- dI ) by any of the three processes is proportional to the incident rate (I), the linear absorption coefficient ( Tốc độ của photon bị loại bỏ khỏi các tia (- dI) bởi một trong ba quá trình thì tỉ lệ với tốc độ tia tới (I), hệ số hấp thụ tuyến tính (ml) và bề dày (dx): (37) . Lấy tích phân ta được: (38) . Thus it is seen that a beam of monoenergetic gamma rays is absorbed expon-entially in matter and without a definite maximum range. Vì vậy nó được xem là một chùm tia gamma đơn năng được hấp thụ theo hàm mũ trong vật chất và không xác định được quãng chạy cực đại. This is in contrast to the absorption of electrons which approximately follows an exponential absorption [see (4-27)] but as their  energy diminishes slowly reaches a maximum range.Điều này trái ngược với sự hấp thụ của electron là sự hấp thụ theo hàm mũ [xem (4-27)] nhưng năng lượng của chúng giảm đi dần dần đến quãng chạy cực đại. Hệ số Gamma- ray absorption coefficients are more conveniently expressed as mass absorption coefficientshấp thụ tia gamma thuận tiện hơn là hệ số hấp thụ khối lượng mm (in cm 2 /g) for which (đơn vị là: cm2/g) (39) . Với r là mật độ của chất hấp thụ. Since gamma rays of a given energy have no definite range and are absorbed exponentially, the definition of a half- thickness value X become more significant for a given photon energy than for electrons. Khi năng lượng của tia gamma không xác định được quãng chạy và hấp thu theo hàm mũ, định nghĩa về giá trị bề dày một nửa X trở nên ý nghĩa đối với năng lượng photon hơn là với electron. Thus. Do đó: (40) . The half-thickness value has the same usefulness in resolving gamma-ray energy absorption curves as the half-life value  T 1/2 in resolving decay curves. Giá trị bề dày một nửa hữu ích trong việc giải quyết đường cong hấp thụ năng lượng tia gamma như là chu kỳ án rã T1/2 trong việc giải quyết các đường cong phân rã. Some typical mass absorption coefficients for gamma rays are given in Table 4.3. Một số hệ số hấp thụ khối lượng tiêu biểu tia gamma được cho trong Bảng 4.3. Since there are three mechanisms for the absorption (or scattering) of photons, the absorption coefficient reflects the sum of all three processes; namely, Có ba cơ chế hấp thụ (hoặc tán xạ) của photon, hệ số hấp thụ phản ánh tổng của cả ba quá trình, cụ thể là, (41) . Where the partial coefficients are for the photoelectric effect, the Compton effect, and pair production, respectively. Trường hợp hệ số cho hiệu ứng quang điện, hiệu ứng Compton và sự tạo cặp.The absorption coefficient Hệ số hấp thụ mis a complicated function of gamma-ray energy, since each of the three processes is itself a function of gamma-ray energy. là một hàm phức tạp của năng lượng tia gamma, mỗi một trong ba quá trình đó là một hàm năng lượng tia gamma.Figure 4.9 shows the total and partial linear absorption coefficients for lead (Z=82) as a function of energy. Hình 4.9 cho thấy tổng và một phần hệ số hấp thụ tuyến tính của chì (Z = 82) là một hàm của năng lượng. Figure 4.10 shows these functions for aluminum (Z=13).Hình 4.10 cho thấy các hàm này cho nhôm (Z = 13). It is apparent that each of the three gamma-ray interaction processes becomes the dominant one over certain energy ranges.Rõ ràng là mỗi một trong ba quá trình tương tác tia gamma trở thành một trong những ưu thế hơn các năng lượng quãng chạy. Bảng 4.3 Một số hệ số hấp thụ khối lượng Chất hấp thụ Eg (MeV) Nước (cm2/g) Nhôm (cm2/g) Sắt (cm2/g) Chì (cm2/g) 0.1 0,171 0,169 0,370 5,460 0,2 0,137 0,122 0,146 0,942 0,3 0,119 0,104 0,110 0,378 0,5 0,097 0,084 0,084 0,152 1,0 0,071 0,061 0,060 0,070 2,0 0,049 0,043 0,042 0,046 3,0 0,040 0,035 0,036 0,041 5,0 0,030 0,028 0,031 0,043 If an amount of radionuclide produced or acquired constitutes a radiation hazard, the absorption coefficient may be useful in the estimation of the shielding requirements to reduce the external radiation intensity to an acceptable value. Nếu một lượng phóng xạ sản xuất ra hoặc thu được tạo thành một mối nguy hiểm bức xạ thì hệ số hấp thụ có thể hữu ích trong dự toán của các yêu cầu che chắn để giảm cường độ bức xạ bên ngoài đến một giá trị chấp nhận được.  Hình 4.9 Tổng và hệ số hấp thụ tuyến tính thành phần của tia gamma trong chì. Hình 4.10 Tổng và hệ số hấp thụ tuyến tính thành phần của tia gamma trong nhôm. The photoelectric effect Hiệu ứng quang điện The photoelectric effect cannot take place with free electrons (since the conservation of momentum requires a recoiling partner, namely the residual atom). Hiệu ứng quang điện không thể diễn ra với các electron tự do ( khi việc bảo toàn động lượng đòi hỏi sự bật lại, cụ thể là các nguyên tử còn lại). Thus it is reasonable that the most tightly bound electron, the K shell electron, has the greatest probability of absorbing the photon incident on the atom.Vì vậy, các electron liên kết chặt chẽ với nhau đó là sự hợp lý, lớp vỏ K của electron, có khả năng hấp thụ lớn nhất các photon tới nguyên tử. For incident photon energies above the K-shell binding energy, about 80% of the photoelectric absorption processes take place with K-shell electrons. Đối với nguồn năng lượng photon tới bên trên mức liên kết năng lượng K, thì khoảng 80% của quá trình hấp thụ quang điện diễn ra với lớp vỏ K của electron. Most of the remainder take place with L-shell electrons.Hầu hết các phần còn lại sẽ diễn ra với lớp vỏ L của electron. The process is shown schematically in Figure 4.11.Quá trình này được thể hiện dưới dạng biểu đồ trong hình 4.11. The result is the ejected of an electron with kinetic energy Động năng của electron sẽ được xác định bởi công thức: (42) Where B e is the binding energy of the ejected electron in its orbital shell. Với: Be là năng lượng liên kết của electron trong nguyên tử. For nuclear gamma rays the photoelectron energy is essentially equal to the incident photon energy.Năng lượng hạt nhân tia gamma là tương đương với năng lượng của photon tới. Absorption by the photoelectric effect decreases rapidly with increasing gamma-ray energy (as is shown in Figure 4.9) but also increases rapidly with increasing absorber atomic number. Sự hấp thụ bởi các hiệu ứng quang điện giảm nhanh chóng với sự tăng năng lượng tia gamma (như được thể hiện trong hình 4.9) mà còn tăng nhanh với sự gia tăng số lượng nguyên tử hấp thụ. It has been shown that the probability of photoelectric absorption for gamma-rays with energies in the range between the binding energy of the K-shell and about 0.5 Me V is approximated byNó đã được chứng minh rằng xác suất của sự hấp thụ quang điện cho tia gamma với năng lượng trong khoảng giữa năng lượng liên kết của lớp vỏ-K và 0,5 Me V là xấp xỉ bằng: (43) Making photoelectric absorption more important for lower energy gamma rays in the heavier elements. Làm cho sự hấp thụ quang điện xảy ra chủ yếu đối với các tia gamma có năng lượng thấp và trong các nguyên tố có Z lớn. The photoelectric effect. The incident photon interacts with the atom to eject a photoelectron (primarily from the K-shell) whose energy is E e = E y -B e . Hiệu ứng quang điện. Các photon tương tác với nguyên tử và bứt ra một quang electron (chủ yếu từ vỏ-K) có năng lượng là Ee = Eγ - Be . Do sự ion hóa, trong vỏ nguyên tử sẽ xuất hiện một lỗ trống. Chỗ trống này sẽ nhanh chóng bị lấp đầy bởi electron từ lớp trên và sẽ xuất hiện một tia X đặc trưng hay một electron Auger. Năng lượng của tia X đặc trưng xấp xỉ bằng năng lượng liên kết Be . Hiệu ứng quang điện The Compton effect . Hiệu ứng Compton. The incident photon ejects an electron from the atom and is scattered through angle Photon tới va chạm với một electron từ nguyên tử và bị tán xạ theo góc Φwith degraded energy với năng lượng bị suy biến .. The Compton electron is ejected at angleElectron Compton bị lệch khỏi phương chuyển động một góc with energy với năng lượng Ee = Eγ - Eγ’ , neglecting the relatively small binding energy of the electron., bỏ qua sự năng lượng liên kết tương đối nhỏ của electron. Hiệu ứng Compton Pair Production . Sự tạo cặp. The photon, having energy greater than 1.02MeV, may interact with the electric field of the nucleus. Các photon có năng lượng vượt quá 1,02 MeV có thể tương tác với điện trường của hạt nhân. The photon is absorbed to create a positive and negative pair of electrons  whose total kinetic energy isPhoton bị hấp thụ để tạo ra một cặp electron mang điện dương và mang điện âm, có tổng động năng là Eγ ~ 1,02 MeV. Positron này, sau khi dừng lại, sẽ bị hủy với một electron, nên đi kèm với sự tạo cặp là sự hủy cặp, thể hiện ở sự tạo ra hai photon có năng lượng 0,51 MeV. Figure 4.11. Schematic diagrams of the three principle iteration mechanisms of gamma rays with matter. Hình 4.11. Sơ đồ đồ của ba cơ chế tương tác của tia gamma với vật chất. Điện trường của một hạt nhân Sự tạo cặp The Compton Effect Hiệu ứng Compton The Compton effect is shown schematically in Figure 4.11. Hiệu ứng Compton được hiển thị như trong hình 4.11. From Figure 4.9 it is seen that the effect in lead becomes the dominant process for photon energies between 0.6 and 5 MeV. Từ hình 4.9 ta thấy hiệu ứng trong Chì trở nên chiếm ưu thế cho năng lượng photon giữa 0,6 và 5 MeV. By comparison the range in aluminum is between 0.05 and 15 MeV. Bằng cách so sánh các dãy trong nhôm là giữa 0,05 và 15 MeV. In Compton scattering the photon transfers only part of its energy to an electron, emerging as a photon with lower energy. Trong tán xạ Compton các photon chỉ chuyển hóa một phần năng lượng của mình cho một electron, tạo thành một photon mới với năng lượng thấp hơn. It can then undergo another Compton scattering or a photoelectric absorption.Sau đó có thể trải qua một sự tán xạ Compton hoặc sự hấp thụ From the conservation of energy it follows that.quang điện. Sự bảo toàn năng lượng của nó theo công thức sau: Ec = Eγ - Eγ’ = hυ – hυ’ (44) (45) Where the primes refer to the scattered photons. Từ sự bảo toàn động lượng đã dẫn đến sự thay đổi bước sóng ΔλFor the scattered photon is đối với các photon tán xạ là : Where Với Ф is angle of the scattered photon with respect to the incident photon.là góc của các photon tán xạ ứng với các photon tới. Equation 45 states that the change in wavelength of the scattered photon is independent of the wavelength itself.Phương trình (45) cho thấy sự thay đổi bước sóng của các photon tán xạ là độc lập với bước sóng của chính nó. Therefore the fractional energy lost by the photon in a Compton scattering increases with increasing photon energy.Vì vậy, năng lượng photon bị mất trong một tán xạ Compton tăng với sự gia tăng năng lượng photon. Table 4.4 shows some typical values for Bảng 4.4 cho thấy một số giá trị tiêu biểu với góc tán xạ Compton Ф =90 o Compton scattering.= 90o. Equation 45 can be converted to give the equation for the energy of the degraded photon as Phương trình (45) có thể được chuyển đổi để cung cấp cho các phương trình năng lượng của các photon suy biến như sau: (46) (47) Which for Khi Eγ >> mc2 reduces tothì: An interesting observation from (47) is that for 90 o scattering, the escaping photon approaches a limiting energy value of 0,51 MeV (=mc 2 ) and that for a back- scattered photon ( Một quan sát được từ công thức (47) là góc tán xạ 90o, photon thoát khỏi giá trị năng lượng giới hạn 0,51 MeV (= mc2 ) và photon tán xạ trở lại ( Φ=180 o ) the limiting energy value approaches=180o) giá trị năng lượng giới hạn ~ 0,26 MeV ( = mc2/2 ). Photon tán xạ trở lại sẽ được nhìn thấy ở chương 5. (MeV) (MeV) 0,01 0,010 1 0,10 0,0837 16 1,00 0,337 66 10,00 0,486 95 Pair production Sự Tạo Cặp Photons of energy greater than twice the rest mass of the electron (2m o c 2 = 1.02 MeV) may be absorbed by the process of pair production. Năng lượng của photon vượt quá 2 lần so với năng lượng nghỉ của electron (2mec2 = 1,02 MeV) có thể được hấp thụ bởi quá trình tạo cặp. The production of the positron- negatron pair must take place in the electrostatic field of a nucleus to conserve the momentum of the incident photon. The excess energy of the photon is converted into kinetic energy of the paViệc tạo cặp positron và negatron phải diễn ra trong điện trường tĩnh của hạt nhân để bảo toàn động lượng của photon tới. Năng lượng dư thừa của photon được chuyển hóa thành động năng của cặp. KE = Eγ – 1,02 MeV (48) With the positron having slightly more than half the available kinetic energy, since it is accelerated slightly by the nucleus, whereas the negatron is slightly retarded. Với positron có khoảng hơn một nửa động năng có sẵn, kể từ khi nó được tăng tốc nhẹ bởi hạt nhân, trong khi negatron được làm chậm lại một cách nhẹ nhàng. Quá trình này được thể hiện trong hình 4.11. Hệ số hấp thụ thành phần μPP rõ ràng là 0 cho Eγ ≤ 1.02 MeV. Nó đã được chứng minh bằng thực nghiệm là μPP tăng theo bình phương số nguyên tử ( Z2 ) của chất hấp thụ và tuyến tính ở mức năng lượng thấp phải ở trên 1,02 MeV: μPP ≈ kNZ2 (Eγ - 1,02) (49) Và đối với các tia gamma năng lượng cao (như là Eγ trở nên lớn so với 1,02 MeV) μPP ≈ kNZ2 lnEγ (50) Hình (4,9) và (4,10) cho thấy rằng sự hấp thụ của sự tạo cặp trở có ưu thế hơn với Eγ >5 MeV in lead  and > 5 MeV trong Chì và Eγ >5 MeV in lead  and > 15 MeV >15 MeV.trong nhôm. Vì hầu như không có đồng vị phóng xạ nào phát ra tia gamma với năng lượng vượt quá 5 MeV, sự tạo cặp hiếm khi một cơ chế đáng kể nào trong đo phóng xạ. Tuy nhiên, nhiều hạt nhân phóng xạ phát ra tia gamma với năng lượng vượt quá 1,02 MeV và sự tạo cặp có thể thực hiện một sự đóng góp có ý nghĩa đến sự hấp thụ bức xạ gamma. Nó có thể được lặp lại khi positron mất động năng của quá trình hủy diệt xảy ra trong đó năng lượng nghỉ lại xuất hiện như hai photon 0,51 MeV. Những photon này không thể phân biệt được từ hai photon 0,51 MeV dẫn đến sự tiêu diệt của các hạt positron từ phân rã hạt nhân beta. 4.4. 4.4. BIBLIOGRAPHY Tài liệu tham khảo The general discussion of the properties of radioactive  nuclides is given in the several texts listed under Section 1.6.1 in the bibliography for Chapter 1. Cuộc thảo luận chung về tính chất của các hạt nhân phóng xạ thuộc tính của được đưa ra trong một số văn bản được liệt kê dưới mục 1.6.1 trong chương 1 của tài liệu. Most of these texts separate the various modes of decay into individual chapters, and several of them contain detailed discussions of the rates of radioactive decay; for example, Chapter 3 in Friedlander, Kennedy, and Miller, and Chapter 8 in Overman and Clark. Hầu hết các văn bản có chế độ phân rã khác nhau thành các chương riêng biệt và một vài chương trong số chúng có các cuộc thảo luận chi tiết về tốc độ phân rã phóng xạ, ví dụ, Chương 3 ở Friedlander, Kennedy và Miller, và Chương 8 trong Overman và Clark. Many texts contain discussion of the interaction of radiation with matter as separate chapters which range. Nhiều văn bản có cuộc thảo luận về sự tương tác của bức xạ với vật chất theo các chương riêng biệt. (8)