التفاعل بين اختراق الاشعاع والمادة (ضعف الاشعاع)

يتم تعريف انبعاث الطاقة بأن يتم وضع الالكترونات سالبة الشحنة في مستويات معينة من الطاقة تعرف باسم المدارات ، والجسيمات (البروتونات) موجبه الشحنه توضع داخل النواه مع النيوترونات ، وتنبعث طاقة الاشعاع عند انتقال الالكترونات في مستويات الطاقة المختلفة، وتظهر طبيعة اختراق الاشعاع عبر مرحلة التفاعل المباشرة ين الكترون الذرة في المادة و بين الفوتون ، ومرحلة غير مباشرة بنقل الطاقة من الالكترون الى الجسيمات ، في سلسلة من هذه التفاعلات وكل مرحلة يتم نقل كميات صغيرة من الطاقة التي يتم من خلالها انتاج انواع عديدة من التحولات الاشعاعية وتم توضيح هذه النقاط في المواضيع السابقة بالخصائص الفيزيائية للاشعاع بشكل تفصيلي.

ما هو مفهوم اختراق الطاقة الاشعاعية و ضعف الاشعاع

كما تم التوضيح سابقا في وصف اثار الاشعاع  الذي يعتمد بشكل كلي على التفاعلات المباشرة والغير مباشرة ، سواء كان اشعاع مؤين او غير مؤين ، والموضوع برمته يعتمد على طاقة الفوتون الفردية وعلى رقمه الذري ويجب علينا النظر في حالة الفوتون الفردية حسب المفاهيم الاتية:

• تفاعل الفوتون مع الذرة قد نقل بعض الطاقة.
• تفاعل الفوتون مع الذرة لم ينقل اي طاقة
• تسمية هذه التفاعلات بالتبعثر او التشتت او زاوية التناثر

وهذه العملياتان هي الافضل للتعرف على الفوتونات منخفضة الطاقة ، لكن موضوعنا الاساسي عن تفاعل الفوتونات متوسطة الطاقة من ٠.٠٣ الي ٣ ميجا الكترون فولت MEV ، عند هذه المرحلة ( اثناء سفر الفوتون في الاتجاه الاصلي) يتفاعل الفوتون مع الكترون الذرة الذي لديه من الطاقة ما يكفي لإخراج الفوتون من اتجاهاته ، ومع ذلك يحتفظ الفوتون بجزء من طاقته ويستمر في السفر في اتجاه اخر جديد.

والخلاصة عند زاوية التناثر يتآثر الفوتون ويفقد كميات من طاقته عبر الخروج من اتجاه سفره الاصلي و يستمر في السفر في اتجاه اخر جديد وهلما جرا يتفاعل الفوتون مع الالكترون مرات عديدة حتى يصبح فوتون كهروضوئي منخفض الطاقة (بيتا و الفا) و تحدث اثارة وتآين مرات و مرات ثم يموت الفوتون ولا حول ولا قوة الا بالله 🙂 ، وهذا الموضوع يعتمد علي سمك وكثافة المادة وطاقة الفوتون الفردية …

الاختراق وضعف  الاشعاع في الاشعة السينية واشعة جاما

يوضح الشكل الاتي: عندما يتم توجيه الاشعة السينية و اشعة جاما الي جسم ما ، فآن الفوتونات تتفاعل مع جسيمات المادة نفسها والطاقة الذي يحملها الفوتون تتلاشي او تتناثر وهذا هو ما يسمي ضعف الاشعاع او الوهن بالانجليزية Attenuation

كما يمكن للفوتونات الاخري المرور والسفر خلال المواد دون التفاعل مع جزيئات المادة… حتي لو كانت الفوتونات لديها نفس طاقة الفوتون المتفاعل ، فهي تعبر جسم المادة و تسافر مسافات مختلفة علي احتمال اللقاء مع اي جزيئات يمكن التفاعل معها وبالفعل تحدث هذه الصدفة ويقابل الفوتون اثناء سفره اي جزيء يتفاعل معه.

ومع زيادة المسافات المقطوعة يصل عدد معين من الفوتونات الى نقطة محددة و ثم يتم القضاء على الفوتونات بشكل كبير كما هو موضح بالشكل التالي

حيث انه لو ١٠٠٠ الف من الفوتونات قطعت مسافة خلال المادة بواقع ١٠ سم  يتم القضاء على ٩٠ ٪ من الفوتونات مع وجود احتمال استمرار سفر  ١٠٪  من الفوتونات وبعبارة اخرى هناك ١٠٠ فوتون تجاوزوا وتم القضاء علي ٩٠٠ فوتون وهكذا تستمر العملية عند سفر ال ١٠٪ من هذه الفوتونات كما هو واضح بالمنحتى،،،

 في الشكل التالي يمكن استخدام المعادلة الحسابية لحساب نسبة ال ١٠ ٪  والتي تم استخدامها في المثال اعلاه وسيتم شرح معامل التوهين الخطي في المقال القادم ان شاء الله…

كما انني اامل ان اكون قد وفقت في شرح التفاعل بين اختراق الاشعاع والمادة (ضعف الاشعاع) ويسعدنا انضمامك الي قائمة بريد الموقع ليصلك جديد الكورسات في حالة وجود استفسار من فضلك اترك تعليق او راسلني