Hvordan ioniserende str˚aling p˚avirker menneskers ... - Gamma

Hvordan ioniserende str˚aling p˚avirker menneskers sundhed Gamma 147
Elektromagnetisk str˚aling
γ- og røntgen-str˚aling kan vekselvirke med stof via 5 forskellige mekanismer
3 . Overordnet kan processerne inddeles i to typer. Den første type er
absorption, hvor fotonen forsvinder i vekselvirkningen. Den anden type
er spredning, hvorved fotonen sendes i en anden retning end oprindeligt.
Begge typer fører til en svækkelse af str˚alingen i den oprindelige retning.
Der gælder generelt, at n˚ar elektromagnetisk str˚aling med begyndelsesintensiteten
I0 sendes gennem et lag stof med tykkelsen x, kan intensiteten
I efter passagen findes ved følgende udtryk 4 .
I = I0 exp(−µx) (1)
Konstanten µ kaldes den totale lineære svækkelseskoefficient og m˚ales i
enheden m −1 .
Str˚aling af ladede partikler
Vi betragter en partikel med energi E, som bevæger sig ind i et materiale.
Partiklen vekselvirker et stort antal gange med elektronerne i materialets
atomer og ved hver vekselvirkning mister den en lille mængde energi. Lad
os sige, at partiklen mister dE, n˚ar den har bevæget sig afstanden dx.
Nu kan man indføre Stopping Power S, som er et m˚al for, hvor hurtigt
partiklen mister energi [9].
S = − dE
(2)
dx
S kan beregnes p˚a flere forskellige m˚ader, men ofte bruges Bethe’s formel,
der kan opskrives som følger [4].
S =
⎛
⎝ 4πe4 z 2
m0v 2
⎞
⎡
⎠ NZ ⎣ln
⎛
⎝
⎞
⎛
2 2m0v
⎠ − ln ⎝1 −
I
v2
c2 ⎞
⎠ − v2
⎤
c2 ⎦ (3)
hvor z er den indkommende partikels atomnummer, Z er atomnummeret
i det absorberende materiale, v er den indkommende partikels fart, c
3 De 5 mulige vekselvirkninger mellem elektromagnetisk str˚aling og stof er: Thompson spredning,
Fotoelektrisk effekt, Compton spredning, Par produktion og Foto-disintegration. Se for eksempel [4], [5],
[9] og [11].
4 Dette udtryk er udledt i [4] side 45-47.
12