Page 41 - 4799

інтерес для ядерної геофізики, становлять від сотих часток електрон-вольта
до перших десятків мегаелектрон-вольтів.
Уявимо собі, що частинка А (атомне ядро) перебуває на шляху
паралельного пучка частинок (електрони, протони, нейтрони та ін.). Якщо
між частинкою А і частинками іонізуючого пучка існує якась взаємодія, що
призводить до їхнього розсіяння або захоплення, то частинка А вилучає деяку
кількість падаючих частинок із паралельного пучка. Ефективним перерізом
частинки А будемо називати відношення кількості частинок, вилучених
частинкою А з пучка в одиницю часу (за 1 с) до густини потоку падаючих
частинок (тобто до кількості частинок падаючого пучка, які проходять через
2
1 см його перерізу за 1 с). Розмірність ефективного перерізу - площа. Для
більшості ядерних процесів величина ефективних перерізів становить 10 -24
-24
2
2
см /част. Цій величині присвоєна назва “барн” (16=10 см /част.). Ефективні
2
-24
-27
перерізи для процесів сильної взаємодії становлять 10 -10 см і
призводять до того, що сильно взаємодіючі частинки при проходженні через
середовище ефективно вибувають з колімованого пучка частинок за рахунок
процесів поглинання та розсіяння. У деяких випадках (напр., резонансного
захоплення) при взаємодії нейтронів з ядрами переріз може бути більшим:
4
-20
2
10 см =10 барн.

4.3 Взаємодія гамма-випромінювання з речовиною
Перехід збудженого ядра - продукту радіоактивного розпаду - до
основного (стабільного) стану може відбуватися в один або декілька етапів,
які можуть супроводжуватися випромінюванням γ-квантів. До γ-
випромінювання відносять електромагнітні хвилі, довжина яких λ менша
-9
n·10 м. Енергія γ-квантів дорівнює   h   , де h - постійна Планка,

-27
h=6,63·10 ерг/с, а ν - частота коливань (ν=с/λ, де с - швидкість світла, λ-
довжина хвилі). Спектр енергій γ-випромінювання деякого радіоелемента
дискретний (лінійчатий) завдяки тому, що спектр енергетичних рівнів ядра
дискретний. Енергія γ-випромінювання природних радіоактивних елементів
змінюється від 0,02 до 2,62 МеВ.
На відміну від заряджених частинок γ-кванти не можуть
сповільнюватися. Вони завжди рухаються зі швидкістю світла, але можуть
поглинатися або розсіюватись, зменшуючи свою енергію, тобто частоту.
Зауважимо, що інтенсивність моноенергетичного пучка γ-квантів, який
проходить крізь речовину, зменшується тільки за рахунок електромагнітних
взаємодій.
При проходженні через речовину у-кванти взаємодіють з ядрами та
електронами атомів. Процес поглинання γ-квантів може супроводжуватись
випусканням заряджених частинок (фотоефект, утворення пар), нейтронів
(фотоядерний ефект) і характеристичного рентгенівського випромінювання.
Характеристиками ймовірності поглинання або розсіяння γ-квантів є
ефективні перерізи процесів поглинання і розсіяння на атомі й на електроні

41