Prehod nevtronov in žarkov γ skozi snov

Naloga: Kateri so trije najpogostej-ši procesi pri absorpciji žarkov γ vsnovi? Pokaži energijske odvisno-sti sipalnih presekov zanje na so-sednjem grafu za svinec. Kateriproces prevladuje pri 1 MeV? Kjeje prag za proces prevladujoč privisokih energijah?

Naslov za stopping power in range:http://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/contents.html

Naloga: Kolikšen delež fluksa žarkov γ z energijo 1 MeV prepusti 5 mm debel absorber izsvinca (A=208 kg/kmol, ρ=11.4 g/cm3)? Zakaj kot absorber za žarke γ najraje uporabljamo svinec?

f c p

5f

c

2p

fotoefekt : Z

Compton : Z

pari : Z

x0

a

26 -1a

-10

flux : I=I e

absorpcijski koeficient: =N = (N /A)

iz grafa: =20 b, N =6 10 kmol

=0.66 cm I/I 0.72

Naloga: Na razpolago imamo absorber iz svinca in absorber iz bakra. V kakšnem vrstnemredu naj ju postavimo med vir žarkov γ z energijo 200 keV in sebe, da nas bosta čim bolje zaščitila? Svinec ima Z=82, baker Z=29.

Naloga: Zakaj je fotoefekt samo na vezanih in ne na prostih elektronih?

hυ

EProst elektron:ohranitev energije: E= hυ+mc2

ohranitev gibalne količine: pc= hυ2 2 2 2 4

2 2 2 2 2 4

h mc p c m c

(h mc ) h m c

Vezan elektron:E= mc2+hυ-Eb

Naloga: Izračunaj energijo Comptonovega roba za žarke γ z energijo 1 MeV.

d

dE

Ehυ

hυ’

E

2 2 2 4 2

2 2 2 4 2

2 2 2 4 2 2 2 2 2 4 2 2

2 2 2

2

pc h h '

E h h ' p c m c mc

2h pc p c m c mc

p c m c p c 4h m c 4pch 2pcmc 4h mc

2h 2h mcpc

2h mc

2 2

2

2hE 2h pc 0.80 MeV

2h mc

Naloga: Zakaj se za detekcijo nevtronov uporablja konverter iz parafina?

Totalni presek za sipanje nevtronov na protonih. http://www.nndc.bnl.gov/exfor/endf00.jsp

Izračunaj povprečno energijo sevanja iz 20 kV rentgenske cevi. Absorpcijo v cevizanemari. Ali je taka cev primerna za slikanje glave?

0

0

0

0

0

0

0

( )

( )

( )

6.7 keV3

o

E

E

djk E E

dE

E E E dE

E

E E dE

EE

2

0

174

0

/ 20 cm /g

20 cm 400

2 10 cev ni primerna, ker žarki ne pridejo skozi glavo

xI I e

x x

I

I