Bài 28. Tia X

- Tia gamma và tia X có cùng bản chất sóng điện từ. Chúng có thể tương tác với hạt nhân, e- và nguyên tử nói chung và do đó năng lượng của chúng bị suy giảm.
- Sự yếu dần của chùm tia gamma theo luật hàm mũ và phụ thuộc vào: mật độ vật chất, số Z và năng lượng của photon gamma Eγ.
- Ngoài các phản ứng hạt nhân, đối với tia gamma, tia X photon năng lượng cao, sự yếu đi của chúng chủ yếu do các quá trình sau đây gây ra:
3.1.3 TIA GAMMA & TIA X
TÁC ĐỘNG ĐẾN VẬT CHẤT MÔI TRƯỜNG
> Sự suy giảm bức xạ gamma, tia X khi đi qua môi trường.
> Hiệu ứng quang điện.
> Hiệu ứng Compton.
> Hiệu ứng sinh cặp electron-positron.
- Phần năng lượng bị hấp thụ phụ thuộc vào bề dày của lớp VC hấp thụ, bản chất của nó, phụ thuộc vào bước sóng của tia tán xạ.
- Cho chùm bức xạ đơn sắc song song với bước sóng và cường độ I0 truyền qua tấm bìa có độ dày d.
3.1.3.1 Sự Suy Giảm Bức Xạ Gamma, Tia X Khi Đi Qua Môi Trường
Hoặc dưới dạng tích phân:
- Sự suy giảm tương đối của cường độ bức xạ dI được xác định bởi phương trình:
*Trong đó: I: cường độ tia trên biên của lớp đang xét.
Dấu “-”: CĐ tia xuyên qua lớp vật chất dx bị giảm đi.
: hệ số suy giảm tuyến tính.
- Ý nghĩa VL của hệ số : đặc trưng cho độ giảm cường độ tương đối của chùm tia trên quãng đường 1cm. Với bề dày thì I = I0/2.
Từ phương trình 3.10 ta có:
- Với bước sóng ngắn (E > 1,022 Mev)  hiệu ứng tạo cặp.
- Với E > 1,022 Mev  các hiệu ứng liên quan đến 2 quá trình:
+ Hấp thụ thực nguyên tử (hấp thụ quang điện).
+ Tán xạ tia X (tán xạ Compton).
3.1.3.1 Sự Suy Giảm Bức Xạ Gamma, Tia X Khi Đi Qua Môi Trường
Hiệu ứng quang điện có những nét đặc trưng sau đây:

- Là sự tương tác của lượng tử gamma, tia X với electron liên kết trong nguyên tử.

- Khi lượng tử gamma, tia X va chạm với e- quỹ đạo của nguyên tử, lượng tử bị mất đi do hấp thụ, trong đó có năng lượng tiêu tốn cho việc bứt e– ra khỏi quỹ đạo nguyên tử. Electron này gọi là quang electron. Quang electron nhận được động năng Ee từ CT: (3.12)

- Từ hệ thức thì hiệu ứng quang điện Chỉ xảy ra khi .
3.1.3.2 Hiệu ứng Quang Điện
- Hiệu ứng quang điện có xác suất lớn đối với vật liệu nặng. Còn trong vật liệu nhẹ nó chỉ có ý nghĩa với lượng tử có E tương đối thấp.
- Khi e- bị bức ra từ một lớp vỏ nguyên tử thì tại đó có 1 lỗ trống. Sau đó lỗ trống nà được e- từ lớp vỏ ngoài chuyển xuống lấp đầy. Đây là quá trình dẫn tới bức xạ ra tia X đặc trưng.
3.1.3.2 Hiệu ứng Quang Điện
- Hiệu ứng xảy ra càng mạnh khi liên
kết của e− càng bền vững và hầu như
không xảy ra với e−có liên kết yếu,
đặc biệt, khi .Nói chung
hiệu ứng thường xảy ra ở những lớp
điện tử trong cùng K, L, M (ở lớp K
chiếm 80%).