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Die
Wechselwirkungen der Gammastrahlung mit Materie |
| Tritt Gammastrahlung mit Materie in
Wechselwirkung, kommt es zu einem, oder mehrerer in Abfolge,
der unten beschriebenen Effekte. |
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Der
Paarbildungseffekt
Bei
höherer Quantenenergie überwiegt im Wechselwirkungsmaterial
der Paarbildungseffekt. Dabei wird das Quant im elektrischen
Feld des Atomkerns vernichtet und in ein Elektron und ein
Positron umgewandelt. Ein Quant muß mindestens eine Energie
von 1,022 MeV besitzen um die beiden Teilchen erzeugen zu
können. Die überschüssige Energie erhalten die Teilchen als
Bewegungsenergie. hat das Positron seine gesamte
Bewegungsenergie verloren, vereinigt es sich mit einem
Elektron zu einem Elektronenpaar. Das Elektronenpaar wird
sofort vernichtet (Paarvernichtung).
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Der
Comptoneffekt
Gammaquanten
mittlerer Energie rufen im Wechselwirkungsmedium vorwiegend
den Comptoneffekt hervor. Dabei überträgt das Quant einen
Teil seiner Energie auf ein in der äußeren Schale der
Atomhülle sitzendes Elektron, das dadurch vom Atom abgetrennt
wird (Comptonelektron). Das Atom wird ionisiert. Das Quant hat
nach der Einwirkung auf das Elektron einen verringerte Energie
(größere Wellenlänge) und bewegt sich mit veränderter
Flugrichtung weiter. Das Comptonelektron ist in der Lage mit
weiterer Materie in Wechselwirkung zu treten.
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Der
Photoeffekt
Beim
Photoeffekt, der vorherrschend bei kleinen Quantenenergien und
großen Kernladungszahlen des Absorbermaterials auftritt,
kommt es auch zu einer Wechselwirkung zwischen den Quanten und
einem Elektron (oder mehrerer Elektronen) der
Atomhülle. Überschüssige Energie erhält das abgetrennte
Elektron als Bewegungsenergie. Das Atom wird ionisiert.
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Die
Paarvernichtung (Entstehung von Vernichtungsstrahlung)
Die
Vernichtungsstrahlung entsteht dann, wenn ein Elektron und ein
Positron, die ihre Bewegungsenergie verloren haben,
zusammenstreffen. Beide Teilchen (Materie und Antimaterie)
zerstrahlen in zwei Gammaquanten mit einer Energie von je
511keV |
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