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光子と物質の相互作用

先日も書きましたが、光子と物質の相互作用の関係を表す図は非常に重要な図です。
光子と物質の相互作用図

放射線概論にも載ってます(P.114)
自分で描けるようにしておくと必ず役に立ちます。

《平成21年度物理問18》
鉛と光子の相互作用を判断する場合、鉛は原子番号Z=82なので、上図からコンプトン散乱を起こす光子のエネルギーは500keVから4MeVくらいであることが分かります。
よって、平成21年度物理問18の選択肢Dは誤りであることが分かります。

《平成23年度物理問18》
光子が水中に入射する場合を考えると、水の実効原子番号は7.5なので上図からコンプトン散乱が支配する範囲が大きいことが分かります
A.0.1MeVの光子と水との相互作用は、図よりコンプトン散乱であるため正しい。
B.鉛は原子番号Z=82なので、1MeVの光子と鉛との相互作用は、図よりコンプトン散乱で
  あるため誤り。
C.2MeVの光子と水との相互作用は、図よりコンプトン散乱であるため誤り。
D.10MeVの光子と鉛との相互作用は、図より電子対生成であるため正しい。

よって、平成23年度の物理問18はADが正しいため、正答は2となります。

図から分かるように、およそ1~3MeVの光子では、全ての物質とコンプトン散乱を起こすことになります。
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