Фотоэффект

Фотоэффект – такое взаимодействие γ -кванта с атомом, при котором γ –квант поглощается (исчезает), а из атома вырывается электрон (рисунок 8.2, а). Часть энергии γ –кванта E_γ, равная энергии связи ε_е, расходуется на разрыв связи электрона с ядром, а остальная часть преобразуется в кинетическую энергию электрона:

E_γ = ε_е+Е_е. (8.13)

Первая особенность фотоэффекта заключается в том, что он протекает только тогда, когда энергия γ -кванта больше энергии связи электрона в оболочке атома. Если энергия γ -кванта меньше энергии связи электрона в K- оболочке, но больше, чем в L- оболочке, то фотоэффект может идти на всех оболочках атома, кроме K- оболочки, и т. д.

Вторая особенность фотоэффекта – увеличение фотоэлектрического поглощения γ -квантов с ростом энергии связи электронов в атоме. Фотоэффект практически не наблюдается на слабо связанных электронах атома. Свободный электрон не поглощает γ -квант.

Фотоэффект в основном наблюдается на К- и L -оболочках тяжелых атомов при энергиях γ -квантов до 10 МэВ. Линейный коэффициент ослабления фотоэффекта пропорционален отношению:

μ_ф ~ Z´4/E_γ. (8.14)

На рисунке 8.3 дана зависимость коэффициента μ_ф свинца от энергии γ -кванта. Коэффициент μ_ф резко уменьшается с увеличением энергии и при энергиях выше 10 МэВ в свинце практически не возникают фотоэлектроны.

Рисунок 8.3 – Зависимость линейных коэффициентов ослабления от энергии γ -квантов для свинца: μ – полный; μ_ф – фотоэффект;
μ _к – комптон–эффект; μ _п – эффект образования пар.