Bildgebung mit DEPFET - Prof. Dr. Norbert Wermes - Universität Bonn

1.1. WECHSELWIRKUNG VON STRAHLUNG MIT MATERIE 11Abbildung 1.3: Wechselwirkungswahrscheinlichkeiten für Photonen mit 300µm-dickemSilizium für Photoeffekt, Comptoneffekt und Paarbildung 4 .Gründen kann Paarbildung erst ab einer Schwellenenergie der Photonen von 2m e =1.022 MeV stattfinden.In Abbildung 1.3 ist die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit der verschiedenen Prozessefür 300µm-dickes Silizium aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass für Energien E γ < 60 keVder Photoeffekt dominant ist. Für höhere Energien bestimmt der Comptoneffekt dentotalen Wirkungsquerschnitt. Der Paarbildungsprozeß ist für niederenergetische Photonenaufgrund der benötigten Schwellenenergie nicht relevant, wird aber bei Energien abE γ > 10 MeV zum dominanten Prozess.Die eben beschriebenen Prozesse führen dazu, dass die Photonen entweder um einengroßen Winkel gestreut oder absorbiert und somit aus dem durch den Detektor tretendenPhotonenstrahl entfernt werden. Die Photonen, die den Strahl nicht verlassen, sind daherdiejenigen, welche nicht mit dem Detektormaterial in Wechselwirkung getreten sind. Ausdiesem Grund verringert sich beim Durchtritt durch Materie nicht die Energie sonderndie Intensität des Photonenstrahls, wobei die Abnahme der Intensität I in Abhängigkeitvon der Dicke des Absorbers z einem exponentiellen Gesetz folgt:I(z) = I 0 e −µ z (1.2)Hierbei ist µ der Massenabsorptionskoeffizient, welcher vom Absorbermaterial und seinerDichte sowie von der Energie der einfallenden Strahlung abhängt und sich aus den4 Der Knick der Wechselwirkungswahrscheinlichkeit für den Comptoneffekt bei einer Energie von E =1.74 keV lässt sich auf die K-Kante des Photoeffektes zurückführen, welche aufgrund der logarithmischenAuftragung hier nicht zu sehen ist.