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伽马射线与物质相互作用的三种主要类型是什么？
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在伽马射线与物质相互作用中，哪种效应是随机事件？
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康普顿效应的验证主要研究什么？
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伽马射线吸收特性的实验中，使用什么作为γ源？
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康普顿散射实验中，探测角度的范围是多少？
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Study Notes
伽马射线与物质相互作用
- 伽马射线与物质的相互作用在原子核物理、固体物理、辐射探测等领域中非常重要
- 伽马射线与物质相互作用的主要三种方式:
- 光电效应:伽马射线的全部能量转移给原子中的束缚电子，使电子从原子中发射出来
- 康普顿效应:入射伽马光子与原子核外电子发生非弹性碰撞，光子的能量和方向发生变化
- 电子对效应:伽马光子与原子核库伦场相互作用，转化为正负电子对
伽马射线在物质中的传播
- 伽马射线在物质中逐渐衰减,强度遵循指数衰减规律
- 总衰减系数μ由光电效应、康普顿效应和电子对效应三种截面之和构成
- 质量衰减系数μm = μ/ρ,与吸收物质的密度有关
康普顿散射
- 入射伽马光子与原子核外电子发生非弹性碰撞,产生散射光子和反冲电子
- 散射光子能量和角度、反冲电子能量和角度存在一一对应关系
- 反冲电子能量在0到最大值之间连续分布
电子对效应
- 当伽马光子能量大于1.02 MeV时,可以在原子核库伦场中转化为正负电子对
- 正负电子的动能之和等于伽马光子能量减去1.02 MeV
- 正电子与物质中电子湮灭可产生两个0.511 MeV的湮灭伽马光子
实验平台介绍
- 在南开大学虚拟仿真实验平台上部署的综合实验
- 包括5个部分:
- 伽马射线与物质相互作用的微观过程展示
- 伽马能谱的特征分析
- 伽马射线在物质中的吸收特性
- 康普顿散射实验
- 基于康普顿效应的无损探伤
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Description
电子对效应是指高能光子和电子对的相互作用，需要原子核参加以满足能量和动量守恒定律。讨论电子对的总能量和总动量。
