1放射生物学 (1)

当X射线和γ射线的能量小于50keV时，其能量转移以光电效应为主。光子与物质原子的内层电子发生相互作用，如K层、L层、M层电子，光子将所有的能量传递给电子，其中一部分能量用于克服电子的结合能，使电子从本来的轨道释放，剩下的能量作为发射电子的动能。电子被发射后会在轨道上形成空位，外层电子会向内层转移进行填补，从而发生特征性X射线或俄歇电子。康普顿效应当X射线和γ射线的能量为0.2~2MeV时，主要发生康普顿效应。康普顿效应一般发生在原子的外层电子，这时电子的束缚能相比于光子的能量可以忽略，入射光子与外层轨道电子发生弹性碰撞，光子的部分能量传递给电子，成为电子的动能，携带剩余能量的光子则偏离原有的路线继续行进，称为散射光子。电子对效应当X射线和γ射线的能量达到50~100MeV时，会发生第三种效应，电子对效应，光子在原子核旁经过时，在原子核库伦场的作用下，入射光子转化为一个电子和一个正电子，形成的正负电子能量被物质吸收，速度减慢，最后负电子成为介质中的电子，正电子和附近的电子发生湮灭作用，释放两个运动方向相反的0.511MeV的光子。这三种类型就是X射线和γ射线与物质相互作用的主要形式。3种效应最终都是通过产生次级电子而引起被作用物质的电离和激发的。