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Interaction of Electromagnetic Radiation with Matter
참고로 하전입자와 물질과의 상호작용에서 상호 작용의 탄성 산란과 비탄성 산란에 대해 참고하시면 도움이 되리라 생각된다. 본론으로 들어가기 전에 간단히 산란의 개념에 대해 알아보도록 하자. 굴절이 어떠한 현상인지는 모두 알 것이다. 예를 들어 물을 통과한 빛이 굴절되여 방향이 바뀌는 것이다. 즉 매질과 매질 사이의 경계에서 빛의 방향이 바뀌는 것이다. 산란(scattering) 역시 빛의 방향이 바뀌는 것을 말한다. 하지만 굴절과 다른 점이 있다면 동질 매질속에서 진행 방향이 바뀌는 현상이다. 산란의 종류에는 탄성산란(탄성충돌)과 비탄성 산란(비탄성 충돌) 후방 산란이 있다. 간단히 설명하자면 탄성산란은 충돌 전후의 에너지 변화가 없는 현상이다. 비탄성 산란은 충돌 전후의 에너지 변화가 있는 현상이다. 상호작용에 의해 에너지를 수수하여 에너지가 작아진다.
- Coherent(Classical) scattering 고전 산란 - 입사 전자파가 원자하고 충돌해서 전자를 진동시키고 다시 광자를 방출하여 안정되는 것이 고전산란이다. 고전산란은 탄성산란(elastic scattering)이며, 발생 빈도가 낮고 여기나 전리 없이 방향만 변하게 된다.
전자가 진동을 할 때에는 입자 전자기파의 에너지만큼만 진동을 해서 입사 에너지에 해당하는 주파수의 광자 에너지를 방출하는 것이다. 그렇게 해서 결국 상호 작용 후에도 파장의 변화가 없으며 작은 각도로 진행 방향만 바뀌게 된다.(산란) 위의 그림은 Thomson scattering 이며, 이것은 원자내의 각각의 전자와 상호 작용을 하는 산란작용이다. 그리고 Rayleigh scattering 은 한 번에 모든 전자를 진동시킨다. 이해를 돕기 위해 Thomson scattering 는 전자와의 상호작용이고 Rayleigh scattering 은 원자와의 상호 작용이라고 생각 하시면 된다.
- Photoelectric effect 광전효과 - 이것은 꼭 알아야 할 것에서 이미 나왔으나 여기에서 조금만 더 자세히 다뤄 보도록 하겠다. 광전 효과는 전리작용과 작용 방식이 똑같다. 그래서 -0- 많이 어리 버리한 구석이 있다. 하지만 둘을 확실히 구분하기 위해서는 이 점을 꼭 기억해 두시기 바란다. 전리작용은 하전입자와의 상호작용에 의해 발생하나 광전 효과는 전자파에너지(쉽게 빛)와 상호작용 하여 발생한다는 점이다. 광전 효과는 좀더 정확히 말하자면, 전자파 방사선이 물질(원자)과 충돌하여 물질을 구성하고 있는궤도 전자에 자신의 전 에너지를 주어 전자를 이탈 시키고, 자신은 소멸하는 현상이다. 이 때에 축출된 전자는 Photo electron (광전자)이라고 한다. 광전 효과가 발생하기 위해서는 당근!! 입사 에너지가 궤도 전자의 결합 에너지보다 커야한다. 그러니까 입사 에너지는 결합 에너지를 풀기 위한 에너지와 광전자의 운동 에너지로 전환 된 것이다. 참고로 이 현상에 의해 축출(내각 궤도 전자일 경우)된 전자의 공위각을 채울 때 특성 X선이나 오제 전자 등이 방출된다. 그리고 광전자의 운동 에너지는 -0- ㅁ ㅓ ... 항상 그렇듯이 입사 에너지에서 결합 에너지를 뺀 값이다. 또... ;; 입사 에너지는 전자기파이기 때문에 그 크기가 진동 수에 비례한다.
광전 효과에 의한 흡수는 원자번호, 밀도, 두께 가 클수록 확률이 증가하며 입사에너지의 파장이 길수록 증가한다. 파장이 길수록 확률이 증가하는 이유는 파장이 너무 짧으면 전자사이를 통과해 지나기 때문에 전자와 상호작용할 확률이 줄어드는 반면 파장이 길면 전자들과의 상호작용 할 확률이 증가한다. 아니면 -0- 이렇게 생각해 보시길... 큰 에너지의 X ray는 그냥 우리 몸을 뚫고 지나가지만 작은 에너지는 우리 몸에 흡수되어 해롭다. [흡수단] 광전 효과에는 흡수단이라는 것이 있는데 무슨 갱단이 아니다. 그렇다고 날이면 날마다 오는 녀석들도 아니다. (' ' ;) 유머였음... 흡수단은 입사 에너지가 각 궤도 전자의 결합 에너지(binding E)와 일치 할 경우 광전 효과의 확률이 급격히 증가한다. 따라서 그 점에서 광자의 흡수가 급증한다. 이 광자 에너지 값을 흡수단(absorbed edge) 라고 하며 원자에 따라 각각의 고유값을 가진다.
- Compton scattering(effect) 콤프톤 산란 - 이 현상은 빛의 이중성을 잘 성명해 주는 것으로 유명하다. 또한 광전 효과와의 차이로는 광전효과는 입사 에너지 전부가 주로 내각 전자와 상호작용을 하는 반면 Compton effect 는 입사 에너지의 일부가 결합력이 거의 없는 외각전자와 상호작용 한다. 이 때 외각전자는 결합력이 입사 에너지에 비해서 무시할 만큼 작아 자유전자라고 표현하기도 한다. 이미 위에서 언급 했기 때문에 고전산란은 탄성산란 이라는 것을 알 것이다. 하지만 콤프톤 산란은 입사 에너지와 궤도 전자와의 비탄성 산란이다.
이번 그림은 조금 부담스럽게 생겼다. -0- 뚜둥... ;; 하지만 이것도 하나씩 보면 별거 없다. 이젠 콤프톤 산란에 대해 이것 저것 설명을 붙여 보겠다. compton scattering은 전자기파가 외각 궤도전자(자유전자)와 충돌하여 입사광자 에너지의 일부를 전자에게 준 결과 전자를 밖으로 축출, 입사 광자는 에너지가 감소되어 산란 광자(scattered photon)로 산란 되는 현상을 말한다. 광자의 에너지를 받아 원자 밖으로 축출된 전자를 반도전자(Recoil electron)라고 한다. 그러니까 ... 입사 광자 에너지는 반도전자와 산란 광자로 그 에너지가 분배된 것이다. Compton 파장 (
이미 아시겠지만 전자파는 파장이 짧을수록 그 에너지가 크다 하지만 산란광자는 입사 광자에 비해
Compton 파장 (
-0- 별거 없다 0.024(1-... 는 정해진 거니까 외우면 되구 옹스트롬은 단위니까 외울 것도 없고 남은건 cos
즉, 파장의 변화는 입사선 파장과는 관계 없고 산란각에만 의존한다는 것이다. ("ㅡ-)a... 그렇다면 산란각은 어떤 특징을 가지는지 알아야겠다. 그리고 바로 옆집에 사는 반도각에 대해서도 말이다. 먼저 산란각(
또한 입사 에너지가 작을 때에는 산란광자는 입사광자 에너지와 그 크기가 거의 같다. 즉 반도전자가 받는 에너지가 적다는 말이다. 반대로 입사 에너지가 커지게 되면 입사 에너지의 대부분은 반도 전자에게 수수된다. 또한 입사 에너지가 커질수록 산란각과 반도각이 작아지는 성향이 있다. 그래서 입사 에너지가 클수록 산란각과 반도각의 각이 작아짐에 따라 전방산란이 발생하게 된다. =0= 이것은 임상에서 화질에 영향을 미치는 중요한 요인으로 실제 예를 들자면 kVp가 커질 수록 전방 산란이 많아져 고 에너지를 필요로 하는 촬영 에서는 산란선(전방산란이 많다)을 제거하기 위해 Grid(격자)를 사용 하는 것을 생각 하시면 된다. -0- 암튼 산란선은 때끔은 필요한데 별 도움이 안되는 어리 버리한 놈이다. 이번엔 Compton scattering과 후방산란과의 관계에 대해 알아보겠다. -0- 수식을 쓰자니 나도 머리가 어질 어질 하고 귀찮고 해서 간단한 설명으로 끝내겠다. 후방산란은 산란 광자가 하는 것이다. 반도전자는 절대루 후방으로 방출되지 않는다. 그럼 어쩌다가 산란 광자가 왔던 길로 돌아가느냐... ;;? 참... 세상을 살다보면 별 일이 다있다. -0- 이런 일두 있구 저런 일두 있구... ;; Compton scattering 이 발생할 때에도 별 일이 다 있는 법이다. 바로 Ec가 최대가 되는 때이다. 이 것을 Compton edge energy 라고 한다. 그렇다면 Ec(max)가 되기 위해선 어떻게 되어야 하느냐.... ? 많은 예제를 통해 이미 아시겠지만 Ec 는 Er-E'r 이다. 당연히 E'r이 최소(min)이 되어야 한다. Ec와 E'r 은 지금 Er이라는 정해진 에너지 안 에서 줄다리기를 하는 것이다. Ec가 커지만 자연적으로 E'r은 줄어들고, Ec가 최대가 되면 당연히 E'r은 최소가 되는 것이다. 그렇다면 언제 Ec가 최대가 되느냐 ? 그것이 문제로다.... 음.. ;;그것은 바로 산란각(
위의 식을 다시 한번 보자
-0- 결론은 cos
참... 그리고 Ec의 Spectrum은 Ec(max) 이하에 분포하는 연속 Spectrum이다.
- Pair production 전자 대창생 - 1.02MeV 이상의 에너지를 가지는 X선이 원자핵의 (Coulomb 력 속에서) 부근을 지나다가 양전자(+)와 전자(-) 한 쌍을 생성하고 광자는 소멸하는데 이것이 Pair production 이다. 그리고 전자 생성을 하고 남은 에너지는 당근... ; 두 전자의 운동 에너지(연속 Spectrum)로 전환된다. 다른 곳에서도 그러지만 남는 에너지는 대부분 운동 에너지로 전환된다. 또한 운동 에너지는 대부분 연속 spectrum 이다. 그런데 하필 왜 1.02MeV 이상 인가? 이상하지 않은가? 안 이상하면 이상해서 그런가? 아니면 안 이상하면 이상하지 않아서 인가? -0- 아~ .... 질량 - 에너지 등가 원리에 의해 질량은 에너지가 될 수 있다고 했다. 이 원리에 의해 (운동 에너지를 포함하지 않은) 정지한 전자 하나의 질량에 해당하는 에너지는 0.511MeV 이다. 그런데 Pair production 은 전자 2개가 생성됨으로 0.511MeV의 두배인 1.02MeV를 필요로 하는 것이다.
양전자 소멸 방사는 다른 메뉴에 나오는 것인데 그냥 넣어 보았다. 내용은 대충 정지한 양전자와 자유전자가 만나서 0.511MeV의 에너지를 서로 반대편으로 방출하며 소멸한다는 것이다.
- 광핵 반응(붕괴) Photo disintegration - 정말 정말~ 고 에너지 의 전자파가 원자핵에 흡수되어서 양성자, 중성자 같은 입자를 방출 시키는 현상이다. 즉~!! 핵 변환이 일어나게 된다. ㅡㅡ?왜? 양성자나 중성자가 핵에서 가출하면 핵이 변한 것 아닌가... 원래 원자 핵은 에너지 장벽에 쌓여 있어서 작은 에너지로는 원자핵을 뚫기 힘들지만 큰 에너지라면 핵에 흡수되어 핵 변환을 일으 킬 수 있다. 이 것은 중성자가 방출되는 경우와 양성자가 방출되는 경우가 있다.
r 은 gamma ray 이다. 실제로 X선은 대부분 gamma ray이다. 그래서 X선을 gamma ray로 취급해도 무리는 없다.
Tip -0-? 갑자기 왠 Tip냐구? 그냥 내맘이다. ㅂ ㅐ ㅈ ㅈ ㅐ ~~ 지마여.. ;; 아파여. X선이 간접 전리 방사선인 이유를 아는가? 방사선>방사선의 종류 에 보면 X선이 간접 전리로 구분되어 있다. -0- 이건 나의 오타가 아니다. 이거 울 교수님이 잘 알아두랬는댕... 그냥 내 방식대로 설명해 보겠다. 안보면 후회하고 봐도 후회할 지두 모른다. ;;;ㅋㅋ 직접 전리 방사선과 간접 전리 방사선의 큰 차이를 보면 직접 전리 방사선은 전하(+.-)를 가지고 있고 간접 전리는 전하가 없다는 점이다. 하지만 둘다 같은 점은 결국에는 전리작용을 일으킬 만한 힘을 가지고 있다는 점이다. 그래서 끝에 전리 방사선이 붙었지 않은가? 직접 전리가 전하를 가지고 있다는 말은 입자파가 이에 속한다는 말이다. 광자는 입자가 없으니 전하를 가지지 못하지 않은가? 하지만 중성자는 직접 전리에서 빠진다. 왜냐하면? -0- 전하가 없으니까(중성) 그리고 간접 전리 방사선은 전기적 성질이 없거나 파동성을 가진다. -0- 입자의 특성과 전하의 특성은 직접 전리가 가져갔으니까 나머지 특성을 간접 전리가 가진다고 해서 나쁠 건 없다. 오히려 저것들은 한 곳에 같이 있으면 모순이다. 자꾸 이상한 논리만 전계시키는 것 같다. 내가봐도 참 어리 버리하다. ;; 본론으루 넘어가서 또 헛소리를 하겠다. -.-; 헛소리 듣기 싫다면 맨 아래 6줄만 읽어주시면 된다. 음... 당신 친구와 당신이 학교 운동장에서 결투를 하고 있다. 당신 친구가 먼저 당신을 주먹으루다가~ 퍽~ 쳤다. 파워가 너무 강해 당신의 뽀샤시 피부가 까맣게 변해 버렸다. (전리 되었다.) 이에 화가난 당신은 -0- 장풍으로 친구를 날려 버렸다. you win~! 당신 친구가 멀리 날아가더니 큰 돌에 부딛치면서 백옥같던 피부가 달표면이 되었다. (전리되었다.) 이 때 친구는 직접적으로 당신에게 영향을 주어 피부가 까맣게 변했다. 입자로 직접 전리를 시킨 것이다. 하지만 당신은 눈에 보이지 않는 장풍기술을 이용해 간접적으로 영향을 주어 큰 돌에 부딛친 후 피부가 달표면이 되었다. 눈에는 보이지 않는 전자파로 영향을 준 것이다. 그러니까 간접전리는 처음부터 직접적으로 영향을 주는 것이 아니라 2차적으로 전리를 시키는 것이다. 다시 말하자면 간접전리가 발생할 때에는 처음에 전자파가 전자를 방출 시킨다. (이건 전리가 아니라 광전효과이다. 전자파(빛)와 전자와의 상호작용) 그 다음에 방출된 전자는 다른 전자와 충돌하여 그 전자를 방출 시키는 것이다. (이건 전리이다. 입자와 입자 사이의 상호작용) 이렇게 처음에 전리시키지 않고 2차적으로 전리를 시킨다 해서 간접전리 방사선인 것이다.~!! -0- 이렇게 간단한걸 너무 길 게 설명한 듯 싶다. |
) 이라는 것이 있는데 이것은 산란 광자가 입사광자보다 늘어난 차이로 위의 그림에서 파장 λ과 λ" 의 차이라고 할 수 있다. 그리고 이 차이는 입사광자가 반도 전자에 준 에너지의 양과 같다. 
만큼 파장이 길어졌다. 그것은 에너지가 작아졌다는 말이고 이 때 작아진 에너지는 입사 광자가 전자와 상호작용할 때 전자에게 수수한 에너지의 양과 같다.
)을 보다 정확히 표현 하자면 아래 식과 같이 나타 낼 수 있다.
Å 이다. (Å은 파장의 특수 단위)
인데 ... -0- 이것도 별거 없다. 이건 그냥 산란각이다. ㅋㅋㅋ
)은 크면 클수록 산란광자의 에너지 상실이 커진다. 다른 말로 표현하자면 산란각이 클수록 Recoil electron이 받는 에너지가 커진다는 말이다.
)이 180도 일 때이다. 당연하지 않은가? 후방산란이란 뒤로 산란되는 것이니 180' 돌아서 왔던길로 다시 되돌아 가면 되는 것이다.
Å
= 180' 은 cos
= -1 과 같다.
= -1일 때 산란광자는 후방산란을 한다는 것이다.
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Attenuation
전자기파의 감약이란 에너지의 강도가 약해지는 것을 말한다. 감약에 영향을 미치는 원인에는 거리 역자승의 법칙, 물질 내에서의 흡수, 물질 내에서의 산란 등을 들 수 있다.
- Inverse square law 거리 역자승의 법칙 - 거리 역자승의 법칙은 거리가 멀어지면 강도가 약해진다는 것이다. 보다 자세히 말하자면 초점에서 발생된 X선의 강도는 (거리)2 에 반비례 한다는 것이다. 예를 들자면면 거리가 2배 증가하면 강도는 4배로 감약되는 것이다.(이것은 레이져 같은 광선이 아니라 발산광일 때에 적용된다.) 따라서 만일 거리를 2배로 늘리고 1배로 했을 때와 같은 농도를 원한다면 조건을 4배 더 주어야 한다는 말이다. 다른 예를 들자면 손전등을 켜고 벽에 비추었을 때 거리를 점점 멀리하면 밝기가 약해지는 대신에 그 면적은 넓어진다. 이것이 거리 역자승의 법칙이다.
-0- 오두막같이 생겼다.
- Attenuation exponential law 감약지수 법칙 - 감약 지수 법칙을 설명하기 전에 몇가지 알아보도록 하자.
X선은 물체를 통과 하면서 위의 세가지 경우로 나눠진다. film을 감광시키는 것은 산란선과 비충돌 선속이다. [ 선 흡수계수 :
흡수계수에 나오는 내용이지만 감약지수 법칙에 등장(?) 하기 때문에 간단히 소개 하도록 하겠다. 뮤는 물질마다 가지는 고유값으로 방사선이 단위 길이를 통과하는 동안 상호작용 할 수 있는 확률을 말한다. 따라서 선 흡수계수(뮤) 가 커지면 광전효과나 콤프톤 현상 등에서 상호작용 확률이 커지게 되는 것이다. 그리고 상호작용이 많아지면 충돌선속이 많아져서 X선이 물질을 통과하기 어렵게 된다. 선 흡수계수는 물질의 원자번호(물질종류)나 방사선 에너지, 물질의 구성 밀도 등에 의해 영향을 받는다. [넓은 선속] X선은 측정기를 통해 그 양을 측정할 수 있다. 넓은 선속은 X선의 양을 측정 할 때에 Collimator를 사용하지 않고 측정하여 충돌선속(산란선)까지 측정한 것이다. 따라서 다음과 같이 표현할 수 있다.
그냥 달랑 이 식만 보면 메느리도 모를 일이다. [아래 그림 참조]해 주시기 바란다.
이러한 상황에서 넓은 선속이
x는 물체 두께궁 I0 는 처음 강도이구 I 는 물체 통과후의 강도이다. 뮤는 물질마다 다른거구... B는 Build up factor 라는 것으로 흡수계수의 재생계수를 찾아보면 있다. -0- 우선 대충 넘어가공~
[좁은 선속] 감약 지수 법칙은 이 경우에 적용된다. 당근 넓은 선속과 반대로 Collimator를 사용 산란선을 제한하여 X선을 측정한 것이며, 다음과 같이 표현할 수 있다. ★
이것이 바로~ 감약지수 법칙이다. -0- 어찌 마무리가 설렁하다...
[좁은 선속] -0- 이해할 수 없다면 애교로 봐주시기 바란다. 나둥 멀 그렸는지 모르겠다.
- Half value layer : HVL 반가층 - 반가층은 -0- 당근 방사선의 강도를 1/2로 감약 시키는데 필요한 물체 두께를 말한다. 반가층은 선흡수계수에 영향을 받으며, 방사선의 질 평가에 이용된다. 반가층의 식은 감약 지수 법칙에서 유도해 낼 수 있다.
log1은 '0' 이궁 log2는 '0.693' 이뉘까 0.693=
그래서 반가층은
-0- 그냥 중간 식 대충 넘어가공~
[10가층 : TVL] 이런 것두 있는댕... 당근 1/10으로 감약 되는데 필요한 두께겠져? 이거능 약 3.3HVL입니다. 즉~! 반가층의 약 3.3배라는 말이졈. (' ' ;) 벌쭘... - Mean free path : mfp 평균 자유 행로 - 이건 입사광자가 X선속에서 상호작용으로 소멸하기 까지 날아간 거리예염. 반가층의 1.44배이구 선흡수계수에 반비례합니다. -0- 끝~ 자료고치다가 잠깐 욕좀 합니다(00학번 김민규입니다.)씨발씨발 못해먹겠네 아우 썅썅썅!!!(휴~계속 고치겠삼 ㅡ,.ㅡ) |
]
(-0-; e 다음에 있는거 윗첨자다. 보기에 나란히 있는 것 처럼 보인다.)
라는 말이다.
★ (e 다음에 있는거 윗첨자입니다!)
--->
--->
이다.|
Absorption coefficient
흡수계수는 충돌(상호작용)이 일어날 확률이다. 단위는 식이 그대로 반영되기 때문에 단위만 잘 알아둬도 많은 도움이 된다.
- Linear absorption coefficient :
방사선이 어떤 물질의 단위 길이를 통과하는 동안 상호작용이 일어날 수 있는 확률이다. -0- 이건 밀도의 계념이 없이 단위 길이만을 고려한다. 예를 들면 얼음, 물, 수증기에서 밀도를 고려하지 않고 길이만을 고려하여 확률을 나타낸 다는 것이다. 단위로는 m-1 이 사용된다.
- mass absorption coefficient 질량 흡수계수 - 쉽게 선 흡수계수에 밀도 개념을 추가시킨 것이라고 생각하면 된다. 즉, 물질의 질량당 방사선의 감약 비율과 상호작용이 일어날 수 있는 확률이다.
참고로 질량 흡수계수는 비정과 역수 관계에 있다. 비정의 단위 -> g/cm2
- atom absorption coefficient 원자 흡수계수 - 원자 1개당 충돌 확률이다. 단위로는 cm2/atom 이 사용된다.
- electron absorption coefficient 전자 흡수계수 - 전자 1개당 충돌 확률이다. 단위 -> cm2/electron
- Build up factor : B 재생 계수 - build up 이란 축적현상을 말한다. 전자기파의 감약 메뉴에서 이미 설명이 되었으니 참고하시기 바란다. 넓은 선속 즉,
여기에서 B가 build up factor 이다. 재생계수는
-0- 수식 편집에서 한글이 안써져서 부득이하갱.. 일케 썼다. 저기에서 A는 (비충돌 선속 + 충돌선속(산란)) 이다. 그리고 B는 (비충돌 선속) 이다. 예를 들어 산란선 2개 비충돌 선속 2개가 측정 되었다면, 재생계수는
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선 흡수계수 -
= cm2/g 단위는 cm2/g 이다.
에서 사용된다.
가 되는 것이다.
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Interaction of electron or beta ray with matter
- Elastic scattering 탄성산란 - 탄성과 비탄성은 에너지 수수 여부만 잘 기억해 두시면 된다. 물질 내로 진입하는 경입자가 원자핵의 강한 전자장의 영향을 받아 간단하게 방향이 구부러 지는 현상으로 에너지 수수가 없다.
- Inelastic scattering 비탄성 산란- 자신의 에너지를 상실하고 전리작용이나 전자를 여기시키는 현상으로 에너지 수수가 있다. [후방산란]경입자가 궤도 전자와 상호작용 하여 90' 이상으로 산란되는 경우이다.
- Bremsstrahlung 제동방사 - X선 메뉴의 발생 원리에 보면 제동 방사선(저지 X선)에 관하여 설명되어 있다. [중복 내용] 제동 방사선(저지 X선)(연속 스펙트럼)
고속 전자가 원자핵 부근을 통과 하던 중 ("ㅡ-) 핵의 쿨롱력으루 전자를 유혹... (?) 하여 진로가 휘게 되구 입자는 가속도를 얻어 제동 방사선(저지 X선)이 발생하게 된다. 전자가 잘 가다가 핵에 의해 저지 당해서 저지 X선이다. ;; ㅋ 저지 X선은 전자의 모든 에너지를 저지 X선으루 방출하는 경우부터 에너지를 방출하지 않는 경우까지 일정하지 않은 크기의 에너지를 방출하는 연속 스펙트럼의 분포를 가진다. 에너지는 처음의 에너지 E보다 저지 X선을 방출한 후 E"의 에너지가 당연히!! 적다. E>E" 즉 ! 감소한 에너지 만큼 저지 X선이 발생한 것이다. 제동 방사선이 발생될 확률은
Z는 원자 번호이구 E
- Cerenkov's effect 체렌코프 효과 - 어떤 매질 내에서 하전 입자의 속도가 빛보다 빠를 때,(진공 상태에서는 빛이 가장 빠르다.) 마치 배의 뱃머리에서 일어나는 파동과 비슷한 과정으로 원추형의 빛이 방출되는데 이 효과를 체렌코프 복사라고 한다. 이 빛은 눈으로 확인 할 수 있는 하늘 색이다.
- Annihilation radiation 양전자 소멸 방사 - 양(+)전자가 물질속을 통과 하다가 정지 했을 때... (-0- 운동 에너지를 다 썼나부죰.) 음(-)전자(자유전자)와 결합하여 소멸하면서 0.511MeV의 에너지를 가진 2개의 광전자를 서로 반대 방향으로 방출한다. 이 광전자를 소멸 방사선이라고 하며, 이 현상을 양전자 소멸 방사 라고 한다. 중요한건 서로 반대방향 (180')로 0.511MeV의 에너지를 방출한다는 것! 0.511MeV인 이유는 전자파와 물질과의 상호작용->상호작용 종류->전자 대창생을 찾아보면 나온다. -0- 이렇게 찾아가서 확인 하라고 하면 짜증낼테쥐... 흠흠... 난 알구 있어여~ 당신 마음을.... ;;(' ';) 그래서 여기에서 설명을 하도록 하겠다. 알면 넘어가공~ 질량 - 에너지 등가 원리에 의해 질량은 에너지가 될 수 있다고 했다. 이 원리에 의해 (운동 에너지를 포함하지 않은) 정지한 전자 하나의 질량에 해당하는 에너지는 0.511MeV 이다. 그런데 양전자가 정지했을 때 이므로 운동 에너지가 없을 때 즉, 정지 질량 에너지 0.511MeV만 남았을 때이다. 따라서 0.511MeV의 에너지를 가지는 자유전자와 결합하여 0.511MeV의 소멸 방사선을 양쪽으로 발생 시킬 수 있는 것이다.(이것은 PET의 주요 원리이기도 하다ㅡ,.ㅡ잘봠마!)
이로써 전자는 광자(Annihilation radiation)로 광자는 전자(Pair production)로 변화 될 수 있다는 것을 확일 할 수 있다.
- Range 비정 - 비정은 -0- [나를 비] 자예염. 뱅기 할 때 그 '비'자. 비정이란 모든 에너지를 상실 할 때까지(정지) 날아간(이동한) 거리를 말한다. 비정에 영향을 주는 요소에는 입자 초기의 에너지와 물질의 종류와 밀도 등이 있다. 에너지가 크고 상호작용을 적게(밀도가 낮을수록)할수록 비정이 길어지게 된다. 비정의 단위는 g/cm2 이다.
[
방사능 -> 방사성 붕괴 참조 바랍니다. 알파 입자의 특징은 그 발생 과정을 보면 알 수 있듯이 일정한 에너지를 가지고 있기 때문에 일정 거리만 이동할 수 있다. 그리고 입자가 무거워서 궤도 전자와 상호 작용을 해도 직진한다. -0-; 그래프로 표현해 보면 다음과 같다.
Rext는 외삽비정이궁~ Rmax는 최대 비정이다. [ B-의 비정]
에너지 E가 E>0.8MeV 이상일 때에는 R(비정) = 0.543
0.15 <
- W value W값 - : 방사선(
따라서 W값은 기체의 종류에 따라 값이 달라지게 된다. 그리고 W값이 높아지면 필요 에너지가 높아지기 때문에 기체를 전리시키기 어렵고 비정이 짧아지게 된다. ex> 3400eV 의 방사선이 어떤 기체를 통과하던 중 에너지를 모두 상실하고 100개의 이온쌍을 생성하였다. 그렇다면 이 때 이온쌍 1개를 생성하기 위해 34eV(W값)가 사용되었다는 말이다. 만일 같은 기체 안이라면 W값이 34eV인 것보다 340eV가 더 전리시키기 어렵고 비정이 짧다.
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는 beta ray 의 에너지로 이것들이 크면 클수록 확률이 증가하게 된다.
의 비정]
R은 평균 비정이궁
[Feather 식]
-0.610 이 되고,
< 0.8MeV 일 때에는 R(비정) = 0.407
이 된다.
선)이 기체를 전리시킬 때 Ion쌍 1개를 생성시키는데 소비되는 평균 에너지이다.