1.1.7Vekselvirkning af stråling med stof
Vekselvirkningen af stråling med stof er overførelsen af energi fra strålingen (foton eller partikel) til stoffets atomer.
Selve vekselvirkningsprocessen afhænger af strålingstypen, strålingens energi, og også af i hvilket materiale vekselvirkningen foregår. På vor afdeling arbejder vi mest med isotoper der udsender gammastråling (-fotoner), derfor er følgende en kort oversigt over de vigtigste vekselvirkningsprocessor for fotoner. Der findes andre vekselvirkningsprocesser for ladede partikler (protoner, elektroner), og også for neutroner, men disse er vil ikke blive ontalt her. For beta-stråling, som er udsendelsen af en elektron eller dens anti-partikel, positron, resulterer vekselvirkningen med et stofs atomer i udsendelsen af flere fotoner, eller
elektroner. Derfor er den totale overførelse af energi fra den oprindelige partikel beskrevet som en serie af individuelle vekselvirkningsprocessor.
For fotoner er der mindst ni forskellige processer hvorved energi kan afsættes i stof. Hvilken af disse processer der dominerer afhænger af fotonens energi – fra lav energi fotoner (E ~få keV) til høj energi fotoner (E > 200 MeV), og af stoffets egenskaber (antal protoner i kerner). Fotonerne der bruges indenfor nuklearmedicin har normalt en energi, E ~ 100 - 500 keV (typisk 140keV), og vi er interesseret i hvordan de vekselvirker med væv. For vor formål er der faktisk kun tre vigtige måder en foton vekselvirker: fotoelektrisk effekt; compton spredning og parproduktion. Derudover er der en vigtig proces hvor en elektron kan miste energi ved at udsende fotoner: brehmsstrahlung. Disse fysiske principper forklares kort i det følgende.
|
