Эффект Комптона

Для излучений с энергией, значительно превышающей внутриатомные энергии связи (> 1 МэВ) главную роль в ионизации приобретает эффект Комптона (обычно от 200 кэВ до 2 МэВ). При комптон-эффекте происходит упругое рассеяние падающих фотонов излучения на электронах внешних слоев атомов облучаемого вещества, которые можно считать не связанными (свободными), так как чем дальше удален электронный слой от ядра, тем меньше энергия связи ее электронов с ядром. Гамма-квант, сталкиваясь с электронами, передает им не всю свою энергию, а только часть ее и после соударения изменяет свое направление, т.е. рассеивается. Вследствие соударения с гамма-квантами электроны (электроны отдачи) приобретают значительную кинетическую энергию и расходуют ее на ионизацию вещества (вторичную ионизацию). Оставшуюся часть энергии выносит новый фотон (вторичный, который образовался в результате взаимодействия первичного фотона с веществом). Вторичные фотоны имеют меньшую энергию, большую длину волны и другое направление. В дальнейшем вторичный фотон может вновь претерпевать комптон-эффект и т.д. Комптоновское рассеяние возможно на свободных электронах.

Энергия электронов отдачи, образующихся при эффекте Комптона, изменяется в широких пределах (от нуля до некоторого максимального значения). Средняя их энергия возрастает с увеличением энергии падающего излучения.