X線與物質(zhì)的相互作用

X(或γ)射線與物質(zhì)相互作用1X線與物質(zhì)的相互作用第1頁(yè)原子核外電子因與外界相互作用取得足夠能量，擺脫原子查對(duì)它束縛，造成原子電離。電離是由含有足夠動(dòng)能帶電粒子，如電子、質(zhì)子、α粒子，與原子中電子碰撞引發(fā)。原子核外電子受原子核束縛不一樣，帶電粒子必須含有大于原子核外殼層電子束縛能量，才能使物質(zhì)原子電離。2X線與物質(zhì)的相互作用第2頁(yè)不帶電粒子，如光子、中子等，本身不能使物質(zhì)電離，但借助它們與原子殼層電子或原子核作用產(chǎn)生次級(jí)粒子，如電子、反沖核等，隨即在與物質(zhì)中原子作用，引發(fā)原子電離。由帶電粒子經(jīng)過碰撞直接引發(fā)物質(zhì)原子或分子電離稱為直接電離，這些帶電粒子稱為直接電離粒子。不帶電粒子經(jīng)過它們與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生帶電粒子引發(fā)原子電離，稱為間接電離。這些不帶電粒子稱為間接電離粒子。3X線與物質(zhì)的相互作用第3頁(yè)由直接電離粒子或間接電離粒子、或二者混合組成輻射成為電離輻射。另外，有些輻射如紅外線、可見光、微波等電磁波以及低能粒子，因?yàn)槠淠芰康?，不能引發(fā)物質(zhì)原子電離，成為非電離輻射。4X線與物質(zhì)的相互作用第4頁(yè)輻射類型Directlyionizingradiation

electronsprotonsα-particlesotherheavychargedparticleIndirectlyionizingradiationunchargedparticlessuchasneutronandphotons5X線與物質(zhì)的相互作用第5頁(yè)電離輻射與物質(zhì)相互作用是X射線成像物理基礎(chǔ)和電離輻射劑量學(xué)基礎(chǔ)。6X線與物質(zhì)的相互作用第6頁(yè)帶電粒子與物質(zhì)相互作用主要方式含有一定能量帶電粒子入射到靶物質(zhì)中，與物質(zhì)原子發(fā)生作用，作用主要方式有①與核外電子發(fā)生非彈性碰撞；②與原子核發(fā)生非彈性碰撞；③與原子核發(fā)生彈性碰撞；④與原子核發(fā)生核反應(yīng)。7X線與物質(zhì)的相互作用第7頁(yè)8X線與物質(zhì)的相互作用第8頁(yè)X線與物質(zhì)相互作用X線與物質(zhì)作用都是和原子發(fā)生作用。X線在物質(zhì)中可引發(fā)物理、化學(xué)和生物各種效應(yīng)。當(dāng)X光子進(jìn)入生物組織后，與體內(nèi)某個(gè)電子相互作用，形成高速電子和散射線。高速電子經(jīng)過組織時(shí)，與原子相互作用，使其電離或激發(fā)，產(chǎn)生化學(xué)改變和生物損傷；在被吸收能量中，97％轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽?%能量以引發(fā)化學(xué)改變形式積蓄起來。9X線與物質(zhì)的相互作用第9頁(yè)X線與物質(zhì)相互作用高速電子還能夠發(fā)生輻射性碰撞而產(chǎn)生韌致輻射，韌致輻射線與散射線又象原射線一樣繼續(xù)與物質(zhì)原子作用。平均30次左右相互作用，一個(gè)入射光子全部能量都轉(zhuǎn)移給電子。X光子進(jìn)入生物組織后，光子能量在其中轉(zhuǎn)移、吸收，最終引發(fā)生物效應(yīng)。10X線與物質(zhì)的相互作用第10頁(yè)X線與物質(zhì)相互作用X線在物質(zhì)中可能與原子電子、原子核、帶電粒子電場(chǎng)以及原子核介子場(chǎng)發(fā)生相互作用，作用結(jié)果可能發(fā)生光子吸收、彈性散射和非彈性散射。吸收時(shí)光子能量全部變?yōu)槠渌问侥芰?；彈性散射僅改變輻射傳輸方向，非彈性散射改變輻射方向，也部分地吸收光子能量。11X線與物質(zhì)的相互作用第11頁(yè)X射線與物質(zhì)相互作用X射線與物質(zhì)相互作用主要過程包含：光電效應(yīng)

(photoelectriceffect)康普頓效應(yīng)(Comptoneffect)電子對(duì)效應(yīng)(electronicpaireffect）三種主要過程損失能量絕大部分。其它次要過程有相干散射、光核反應(yīng)等。12X線與物質(zhì)的相互作用第12頁(yè)總結(jié)hv<Ei相干散射hv≥

Ei光電效應(yīng)hv>>Ei康普敦效應(yīng)hv≥2mec2電子對(duì)效應(yīng)hv很高光核反應(yīng)總質(zhì)量減弱系數(shù)13X線與物質(zhì)的相互作用第13頁(yè)吸收和散射入射X線直接透過光電吸收電子對(duì)效應(yīng)散射光電子俄歇電子特征放射康普頓散射相干散射散射光子反沖電子正電子、電子湮滅輻射光子14X線與物質(zhì)的相互作用第14頁(yè)總結(jié)15X線與物質(zhì)的相互作用第15頁(yè)總結(jié)①在0.01～10MeV范圍內(nèi)，產(chǎn)生光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)三個(gè)基本過程。在光子能量較低時(shí),除低Z以外全部元素都以光電效應(yīng)為主。光子能量在0.8～4MeV時(shí)，不論Z多大，康普頓效應(yīng)都占主導(dǎo)地位。大hν處電子對(duì)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。圖中曲線表示兩種相鄰效應(yīng)恰好相等處Z和hν值。②在20～100keV診療X線范圍內(nèi)，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)是主要，相干散射不占主要地位，電子對(duì)效應(yīng)不可能發(fā)生。16X線與物質(zhì)的相互作用第16頁(yè)總結(jié)水、致密骨和NaI對(duì)20～100keV光子能量所發(fā)生各種作用百分?jǐn)?shù)。17X線與物質(zhì)的相互作用第17頁(yè)診療放射學(xué)中作用幾率與有效原子序數(shù)和能量關(guān)系X線能量keV水（7.4）骨（13.8）碘化鈉（49.8）光電（%）康普頓（%）光電（%）康普頓（%）光電（%）康普頓（%）2070308911946607933169955100199991881218X線與物質(zhì)的相互作用第18頁(yè)總結(jié)用水來說明低Z組織情況，如空氣、脂肪和肌肉。致密骨含有大量鈣質(zhì)，代表中等Z物質(zhì)。相干散射僅占5%左右。水中除低能光子外，康普頓散射是主要。NaIZ高，主要是光電作用。骨介于水和NaI之間，低能時(shí)主要是光電作用，較高能量時(shí)康普頓散射是主要。19X線與物質(zhì)的相互作用第19頁(yè)總結(jié)對(duì)Z較低軟組織，在射線能量很低時(shí)光電效應(yīng)為主；放射攝影中慣用鉬靶X線機(jī)產(chǎn)生低能X線攝片，是為了增加光電效應(yīng)幾率使照片對(duì)比度提升。低能光子對(duì)高Z吸收物質(zhì)，光電效應(yīng)是主要作用形式，它能使照片產(chǎn)生很好對(duì)比度，但會(huì)增加被檢者X線劑量?？灯疹D效應(yīng)是X線在人體內(nèi)最常發(fā)生作用，是X線診療中散射線最主要起源。散射線增加了照片灰霧，降低了對(duì)比度，但它與光電效應(yīng)相比使被檢者受照劑量較低。20X線與物質(zhì)的相互作用第20頁(yè)21X線與物質(zhì)的相互作用第21頁(yè)光電效應(yīng)光電效應(yīng)概念發(fā)生幾率光電效應(yīng)中特征輻射光電子角分布怎樣評(píng)價(jià)診療放射學(xué)中光電效應(yīng)22X線與物質(zhì)的相互作用第22頁(yè)1.光電效應(yīng)概念能量為hν光子經(jīng)過物質(zhì)時(shí)與原子內(nèi)層電子相互作用，將全部能量交給電子，取得能量電子擺脫原子核束縛成為自由電子(光電子)，光子本身被原子吸收作用過程稱為光電效應(yīng)。23X線與物質(zhì)的相互作用第23頁(yè)1.光電效應(yīng)概念放出光電子原子所處狀態(tài)是不穩(wěn)定，其電子空位很快被外層電子躍入填充，隨即發(fā)出特征X線光子。特征X線在離開原子之前，又將外層電子擊脫，稱為“俄歇電子”。在人體組織中特征X射線和俄歇電子能量低于0.5keV，這些低能光子和電子很快被周圍組織吸收。24X線與物質(zhì)的相互作用第24頁(yè)1.光電效應(yīng)概念光電效應(yīng)實(shí)質(zhì)是什么呢？物質(zhì)吸收X射線使其產(chǎn)生電離過程。由能量守恒定律知，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射X射線光子能量hν和光電子動(dòng)能Ee滿足關(guān)系：式中EB為原子第i層電子結(jié)合能，與原子序數(shù)和殼層數(shù)相關(guān)。25X線與物質(zhì)的相互作用第25頁(yè)例題：用能量為5eV光子照射某種金屬，產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能為2.3eV，用能量為10eV光子照射該金屬，產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能為多大?26X線與物質(zhì)的相互作用第26頁(yè)1.光電效應(yīng)概念光電效應(yīng)產(chǎn)生：①負(fù)離子(光電子、俄歇電子)；②正離子(丟失電子原子)；③新光子（特征輻射）27X線與物質(zhì)的相互作用第27頁(yè)2.發(fā)生幾率①入射光子必須有克服軌道電子結(jié)合能足夠能量。碘K電子結(jié)合能33.2keV，若光子能量是33keV，就不能擊脫該電子，但可擊脫M或L層電子。②光子能量≥電子結(jié)合能輕易發(fā)生光電效應(yīng)。如一個(gè)34keV光子比100keV光子更輕易與碘K層電子發(fā)生作用。光子能量愈大光電效應(yīng)發(fā)生幾率快速減小。28X線與物質(zhì)的相互作用第28頁(yè)2.發(fā)生幾率③軌道電子與原子核結(jié)合得愈緊密，就愈輕易發(fā)生光電效應(yīng)。高Z物質(zhì)，軌道電子結(jié)合能較大，不但K層而且其它殼層上電子也較輕易發(fā)生光電效應(yīng)。低Z物質(zhì)，只有K電子結(jié)合能較大，所以光電效應(yīng)幾乎都發(fā)生在K層。29X線與物質(zhì)的相互作用第29頁(yè)2.發(fā)生幾率④由原子內(nèi)層脫出光電子幾率比由外層脫出光電子幾率要大得多。若入射光子能量大于K電子結(jié)合能，則光電效應(yīng)發(fā)生在K層幾率占80％，比L層高出4～5倍。30X線與物質(zhì)的相互作用第30頁(yè)2．發(fā)生幾率若X射線光子經(jīng)過單位距離吸收物質(zhì)時(shí)，因光電效應(yīng)而造成衰減稱為光電線性衰減系數(shù)，用符號(hào)“μτ”表示；而光電質(zhì)量衰減系數(shù)，用符號(hào)“μτ/ρ”表示。試驗(yàn)和理論都準(zhǔn)確地證實(shí)光電質(zhì)量衰減系數(shù)與原子序數(shù)、光子能量之間關(guān)系可表示為：式中n是原子序數(shù)函數(shù)，對(duì)低原子序數(shù)材料n近似取4，對(duì)高原子序數(shù)材料n近似取4.8

31X線與物質(zhì)的相互作用第31頁(yè)吸收限32X線與物質(zhì)的相互作用第32頁(yè)2．發(fā)生幾率光電效應(yīng)概率在光子能量等于K、L、M電子結(jié)合能時(shí)發(fā)生突然跳變，概率最大。光電效應(yīng)概率尤其大地方稱為吸收限。33X線與物質(zhì)的相互作用第33頁(yè)3．光電效應(yīng)中特征輻射X線管中擊脫軌道電子是陰極飛來高速電子，光電效應(yīng)中是X線光子，結(jié)果是造成電子空位，產(chǎn)生特征輻射。34X線與物質(zhì)的相互作用第34頁(yè)3．光電效應(yīng)中特征輻射X線光子把碘K電子擊脫，造成一個(gè)K空位時(shí)，普通情況下都是鄰近殼層電子躍入填充其空位。L電子躍入填充時(shí)產(chǎn)生能量為28.3keV光子輻射(33.2－4.9＝28.3keV)；L空位由M電子躍入填充時(shí)放出一個(gè)4.3keV能量光子(4.9－0.6＝4.3keV)，一直繼續(xù)下去，直到33.2keV能量全部轉(zhuǎn)換為光能為止。K空位也可由外來自由電子落入填充，這時(shí)將放出一個(gè)33.2keV光子，這是碘最大能量特征輻射。35X線與物質(zhì)的相互作用第35頁(yè)3．光電效應(yīng)中特征輻射Ca是人體內(nèi)Z最高主要元素，它K特征輻射只有4keV，遠(yuǎn)小于X線光子能量，在其發(fā)生后點(diǎn)幾毫米之內(nèi)就被吸收了。人體內(nèi)其它元素特征輻射能量更小(0.5keV)。人體各組織由X線照射所產(chǎn)生光電效應(yīng)特征輻射將全被組織吸收。36X線與物質(zhì)的相互作用第36頁(yè)4．光電子角分布單位立體角內(nèi)放出光電子角度分布由下式?jīng)Q定：式中，θ是X射線光子入射方向與光電子出射之夾角；β是光電子速度與光速之比。37X線與物質(zhì)的相互作用第37頁(yè)38X線與物質(zhì)的相互作用第38頁(yè)4．光電子角分布光電子角分布與光子能量相關(guān)，當(dāng)光子能量很低時(shí)，光電子與入射方向成90°角射出幾率最大。伴隨光子能量增加，光電子分布逐步傾向于前方（入射方向）。39X線與物質(zhì)的相互作用第39頁(yè)5．診療放射學(xué)中光電效應(yīng)診療放射學(xué)中光電效應(yīng)，可從利弊兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。光電效應(yīng)能產(chǎn)生質(zhì)量好照片影像，原因：①不產(chǎn)生散射線，降低照片灰霧；②增加人體不一樣組織和造影劑對(duì)射線吸收差異，產(chǎn)生高對(duì)比度X射線照片。有害方面是，入射X射線經(jīng)過光電效應(yīng)可全部被人體吸收，增加了受檢者劑量。40X線與物質(zhì)的相互作用第40頁(yè)5．診療放射學(xué)中光電效應(yīng)從被檢者接收X射線劑量看光電效應(yīng)是很有害。被檢者從光電效應(yīng)中接收X線劑量比其它任何作用都多。一個(gè)入射光子能量經(jīng)過光電作用全部被人體吸收，在康普頓散射中被檢者只吸收入射光子能量一小部分。從全方面質(zhì)量管理觀點(diǎn)講，應(yīng)盡可能降低每次X射線檢驗(yàn)劑量。41X線與物質(zhì)的相互作用第41頁(yè)5．診療放射學(xué)中光電效應(yīng)為此，應(yīng)設(shè)法降低光電效應(yīng)發(fā)生。因?yàn)楣怆娦?yīng)發(fā)生概率與光子能量3次方成反比，利用這個(gè)特征在實(shí)際工作中采取高千伏攝影技術(shù)，從而到達(dá)降低劑量目標(biāo)。不過，在乳腺X射線攝影中，要注意平衡對(duì)比度和劑量之間矛盾。42X線與物質(zhì)的相互作用第42頁(yè)二、康普頓效應(yīng)作用過程散射光子及反沖電子散射光子及反沖電子角分布作用幾率診療放射學(xué)中康普頓效應(yīng)發(fā)覺意義43X線與物質(zhì)的相互作用第43頁(yè)二、康普頓效應(yīng)44X線與物質(zhì)的相互作用第44頁(yè)1.作用過程當(dāng)能量為hν光子與原子外層軌道電子相互作用時(shí)，光子交給軌道電子部分能量后，其頻率發(fā)生改變并與入射方向成φ角散射(康普頓散射光子)，取得足夠能量軌道電子則脫離原子與光子入射方向成θ角方向射出(康普頓反沖電子)。康普頓發(fā)覺，簡(jiǎn)稱康普頓效應(yīng)或康普頓散射。45X線與物質(zhì)的相互作用第45頁(yè)1.作用過程康普頓效應(yīng)產(chǎn)生：①反沖電子，反沖角度θ②散射光子，散射角度φ，頻率ν′46X線與物質(zhì)的相互作用第46頁(yè)2．反沖電子及散射光子只有入射光子能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電子在原子中結(jié)合能(約10000倍)時(shí)，才輕易發(fā)生康普頓效應(yīng)。實(shí)際常忽略軌道電子結(jié)合能，把康普頓效應(yīng)看成是入射光子與自由電子碰撞。象兩個(gè)球碰撞(入射光子，自由電子)，碰撞時(shí)若光子從電子邊上擦過，偏轉(zhuǎn)角度很小，反沖電子取得能量也很小，散射光子保留了絕大部分能量；假如碰撞更直接些，光子偏轉(zhuǎn)角度增大，損失能量增多；正向碰撞時(shí)，反沖電子取得能量最多，這時(shí)被反向折回散射光子仍保留一定能量。47X線與物質(zhì)的相互作用第47頁(yè)2．反沖電子及散射光子48X線與物質(zhì)的相互作用第48頁(yè)2．反沖電子及散射光子矢量圖表示在康普頓散射中和入射光子方向成不一樣角度散射光子與反沖電子能量分配特征。hν為入射光子能量，而hν1、hν2……為不一樣角度散射光子能量。數(shù)字1、2……10標(biāo)出矢量是在光子散射時(shí)生成反沖電子動(dòng)能。光子可在0～180°整個(gè)空間范圍內(nèi)散射，反沖電子飛出角度不超出90°。49X線與物質(zhì)的相互作用第49頁(yè)2．反沖電子及散射光子散射光子能量和反沖電子動(dòng)能T：50X線與物質(zhì)的相互作用第50頁(yè)當(dāng)偏轉(zhuǎn)角為0°時(shí)，散射光子能量最大，反沖電子動(dòng)能為零，這表明，在這種情況下，入射X射線光子從電子旁擦過，它能量沒有損失。當(dāng)偏轉(zhuǎn)角為180°時(shí)，散射光子能量最小，對(duì)應(yīng)地反沖電子動(dòng)能最大。51X線與物質(zhì)的相互作用第51頁(yè)2．反沖電子及散射光子散射光子能量隨散射角增大而減小，可得出康普頓散射中光子波長(zhǎng)改變?yōu)椋罕砻鲗?duì)于給定散射角，光子波長(zhǎng)改變與入射光子能量無關(guān)。52X線與物質(zhì)的相互作用第52頁(yè)2．反沖電子及散射光子表2-4各種偏轉(zhuǎn)角度下散射光子能量入射光子能量散射光子能量(keV)(keV)30°60°90°180°25 24.924.424 235049.647.846 427574.3 70 66 58100 98.591 8472150 146 131 1169553X線與物質(zhì)的相互作用第53頁(yè)2．反沖電子及散射光子從表中數(shù)據(jù)看出，在康普頓散射中，散射光子仍保留了大部分能量，傳遞給反沖電子能量是極少。小角度偏轉(zhuǎn)光子，幾乎仍保留其全部能量。這會(huì)產(chǎn)生小角度散射線不可防止地要抵達(dá)膠片產(chǎn)生灰霧而降低照片質(zhì)量。原因是散射線能量大，濾過板不能將它濾除；因?yàn)樗D(zhuǎn)角度小，所以也不能用濾線柵把它從有用線束中去掉。54X線與物質(zhì)的相互作用第54頁(yè)例題若一能量為20keV光子與物質(zhì)發(fā)生康普頓散射，則反沖電子取得最大能量是多少？實(shí)際上當(dāng)光子波長(zhǎng)改變最大時(shí)，轉(zhuǎn)移給電子能量最大。當(dāng)偏轉(zhuǎn)角為180°時(shí)，最大改變波長(zhǎng)為55X線與物質(zhì)的相互作用第55頁(yè)在180°方向上散射光子波長(zhǎng)為

散射光子能量為20keV光子波長(zhǎng)為56X線與物質(zhì)的相互作用第56頁(yè)這么，反沖電子能量Ek為經(jīng)過此題深入說明了，當(dāng)?shù)湍芄庾咏?jīng)歷康普頓作用時(shí)，入射光子大部分能量被散射光子帶走，反沖電子僅取得極少能量。57X線與物質(zhì)的相互作用第57頁(yè)3．散射光子和反沖電子角分布康普頓散射光子角分布，強(qiáng)烈地依賴于入射光子能量。對(duì)0.1MeV低能光子產(chǎn)生散射光子對(duì)稱于90°角分布，伴隨光子能量增加，散射光子趨于前方。從曲線上一點(diǎn)到作用點(diǎn)距離表示在該方向上散射線強(qiáng)度。假如以X線入射方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)一周就成為散射線強(qiáng)度空間分布圖。58X線與物質(zhì)的相互作用第58頁(yè)3.康普頓散射光子和反沖電子角分布59X線與物質(zhì)的相互作用第59頁(yè)3.康普頓散射光子和反沖電子角分布60X線與物質(zhì)的相互作用第60頁(yè)4.作用幾率試驗(yàn)和理論都能夠準(zhǔn)確證實(shí)康普頓質(zhì)量衰減系數(shù)表示式為式中c2=c1N0是另一個(gè)常數(shù)。61X線與物質(zhì)的相互作用第61頁(yè)4.作用幾率若X射線光子經(jīng)過單位距離吸收物質(zhì)時(shí)，因康普頓效應(yīng)而造成衰減稱為康普頓線性衰減系數(shù)，用符號(hào)“μσ”表示；而康普頓質(zhì)量衰減系數(shù)，用符號(hào)“μσ/ρ”表示。試驗(yàn)和理論都準(zhǔn)確地證實(shí)康普頓質(zhì)量衰減系數(shù)與入射光子能量之間關(guān)系可表示為：62X線與物質(zhì)的相互作用第62頁(yè)4.作用幾率伴隨入射光子能量增加，光電效應(yīng)發(fā)生概率下降，康普頓效應(yīng)發(fā)生概率相對(duì)提升，在醫(yī)學(xué)影像上表現(xiàn)是骨骼與軟組織對(duì)比度下降。63X線與物質(zhì)的相互作用第63頁(yè)4.作用幾率既然康普頓效應(yīng)包括是吸收物質(zhì)中自由電子，那么康普頓效應(yīng)發(fā)生概率與原子序數(shù)Z無關(guān)，僅與物質(zhì)每克電子數(shù)相關(guān)。因?yàn)槿课镔|(zhì)每克電子數(shù)()均十分靠近（氫除外），故全部物質(zhì)康普頓質(zhì)量衰減系數(shù)幾乎相同。64X線與物質(zhì)的相互作用第64頁(yè)物質(zhì)密度(kf/m3)有效原子序數(shù)ρe(×1023電子數(shù)/g)氫8988×10-515.97碳225063.01氧1.42983.01鋁2.699×103132.9鉛1.136×104822.38空氣1.2937.783.01水1×1037.423.34肌肉1.04×1037.643.31脂肪9.16×1026.463.34骨1.65×10313.83.1965X線與物質(zhì)的相互作用第65頁(yè)5.診療放射學(xué)中康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng)中產(chǎn)生散射線是輻射防護(hù)中必須引發(fā)注意問題。在X射線診療中，從受檢者身上產(chǎn)生散射線其能量與原射線相差極少，而且散射線比較對(duì)稱地分布在整個(gè)空間，這個(gè)事實(shí)必須引發(fā)醫(yī)生和技術(shù)人員重視，并采取對(duì)應(yīng)防護(hù)辦法。另外，散射線增加了照片灰霧，降低了影像對(duì)比度，但與光電效應(yīng)相比受檢者劑量較低。66X線與物質(zhì)的相互作用第66頁(yè)6.發(fā)覺意義康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)都為光粒子性提供了令人信服證據(jù)。然而，康普頓效應(yīng)比光電效應(yīng)更前進(jìn)了一步，因?yàn)樵诮忉尶灯疹D效應(yīng)時(shí)不但要考慮能量守恒，還要考慮動(dòng)量守恒。這個(gè)效應(yīng)既說明了光粒子性，也必須認(rèn)可光波動(dòng)性，由此它為光波粒二象性及德布羅意物質(zhì)波假說提供了更完全證據(jù)。康普頓效應(yīng)宣告于1923年，確證于1926年，1927年即取得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，說明這一結(jié)果影響之大，有些人甚至把康普頓效應(yīng)看成是物理學(xué)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之一。

67X線與物質(zhì)的相互作用第67頁(yè)三、電子對(duì)效應(yīng)68X線與物質(zhì)的相互作用第68頁(yè)69X線與物質(zhì)的相互作用第69頁(yè)三、電子對(duì)效應(yīng)概念：在原子核場(chǎng)或原子電子場(chǎng)中，一個(gè)入射光子突然消失而轉(zhuǎn)化為一對(duì)正、負(fù)電子。正電子與電子質(zhì)量相等，所帶電量相等，性質(zhì)相反。正電子與電子一樣，在物質(zhì)中因?yàn)殡婋x或激發(fā)逐步耗盡其動(dòng)能。慢化正電子在停頓前一剎那，很快與物質(zhì)中自由電子復(fù)合，隨即向相反方面射出兩個(gè)能量各為0.511MeV光子，這個(gè)現(xiàn)象稱為湮滅(annihilation)輻射。70X線與物質(zhì)的相互作用第70頁(yè)三、電子對(duì)效應(yīng)原子核場(chǎng)中產(chǎn)生電子對(duì)效應(yīng)時(shí)，入射光子能量h≥