برهمکنش های فوتون با انرژی 511 کیلو الکترون با ماده(5)

دانستن این نکته حائز اهمیت است که چگونه فوتون های 511 کیلو الکترون ولت ناشی از فرآیند نابودی با بافت اطراف خود، ماده آشکارساز در اسکنر پت و با موادی همچون سرب و تنگستن، که در حفاظ سازی یا کولیماسیون استفاده می شود، برهمکنش انجام می دهد. اثر فوتوالکتریک و پراکندگی کامپتون، دو برهمکنش اصلی فوتون های 511 کیلوالکترون ولت در برخورد با ماده هستند.

برهمکنش فوتوالکتریک

در برهمکنش فوتوالکتریک فوتون 511 کیلوالکترون ولت با یک اتم در ماده پیرامون برخورد می کند و با انتقال کامل انرژی خود به یک الکترون مداری، کاملا جذب می شود. این الکترون انرژی کافی برای فرار از اتم را دارد، اما به سرعت در جامدات و مایعات جذب می شود. در اثر برهمکنش فوتوالکتریک در یک جامد یا مایع با چگالی بالا،فوتون اولیه با انرژی 511 کیلوالکترون ولت کاملا جذب می شود و انرژی خود را به ماده انتقال می دهد.

برهمکنش پراکندگی کامپتون

در این برهمکنش فوتون با انرژی 511 کیلوالکترون ولت یک الکترونِ آزاد یا الکترون با پیوند مداری ضعیف را با انتقال بخشی از انرژی خود به بیرون پرتاب می کند و جهت خود فوتون هم عوض می شود.

تصویر چپ : نمایی از برهمکنش فوتوالکتریک. فوتون برخوردی تمام انرژی خود را به یک الکترون منتقل می کند و موجب پرتاب شدن آن به خارج از اتم می شود، در حالی که خود فوتون جذب می شود.
تصویر راست : نمایی از پراکندگی کامپتون که در آن فوتون برخوردی بخشی از انرژی خود را به یک الکترون می دهد و در اثر این انتقال جهت حرکت فوتون عوض می شود.