CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT ALBEDO GAMMA
2.3.5. Sự phụ thuộc của αn vào bậc số nguyên tử Z của vật liệu tán xạ
Cho chùm bức xạ gamma chiếu đến các môi trường tán xạ có bậc số nguyên tử Z khác nhau nhưng có cùng một bề dày d, với bố trí hình học của phép đo không đổi. Đối với nguồn phát gamma là các đồng vị phóng xạ tự nhiên hay nhân tạo có năng lượng tia gamma phát ra là thấp (vào cỡ 0,25 – 2,6 MeV) thì tương tác của tia gamma với vật chất bao gồm tán xạ Compton và hiệu ứng quang điện như minh họa ở hình 1.1. Với bậc số nguyên tử Z của môi trường thấp (khoảng từ 40 trở xuống), tương tác của bức xạ gamma với vật chất chủ yếu là tán xạ Compton. Khi đó, nếu Z tăng, mật độ vật chất ρ của môi trường tán xạ tăng, xác suất tương tác Compton giữa bức xạ gamma với vật chất tăng theo công thức (1.9). Do đó số photon gamma tán xạ ngược tăng hay giá trị αRnRtăng khi Z tăng (với Z < 40). Tuy nhiên, với bậc số nguyên tử Z của môi trường cao (khoảng từ 40 trở lên), tương tác của gamma với vật chất ngoài tán xạ Compton còn có sự đóng góp đáng kể của hiệu ứng quang điện. Khi đó, nếu Z tăng, mật độ vật chất ρ của môi trường tán xạ tăng, xác suất bức xạ gamma tới bị hấp thụ quang điện tăng theo công thức (1.2.a) và (1.2.b). Mặc dù theo công thức (1.9), lúc này xác suất tán xạ Compton cũng tăng nhưng xác suất xảy ra hiệu ứng quang điện tăng nhanh hơn do xác suất xảy ra hiệu ứng quang điện tỉ lệ với ZP
5P P
, trong khi xác suất tán xạ Compton chỉ tỉ lệ với Z. Vì vậy, số photon gamma tán xạ ngược giảm hay giá trị αRnR giảm khi Z tăng (với Z > 40).