Образование электрон-позитронных пар

При прохождении -излучения через вещество происходит ослабление интенсивности пучка γ-квантов, что является результатом их взаимодействия с атомами вещества. Взаимодействие гамма –квантов с веществом может быть следующим: Комптон эффект, фотоэффект, образование электрон-позитронных пар, упругое рассеяние.

Образование пары электрон–позитрон. Можно показать, что одиночный квант любой энергии не может в вакууме превратиться в электрон-позитронную пару, так как при этом не выполняются одновременно законы сохранения энергии и импульса. Процесс образования пар происходит лишь в кулоновском поле частицы, получающей часть энергии и импульса.
Образование пар в поле ядра может иметь место, если энергия кванта удовлетворяет соотношению

Eγ > 2mec^2 + Eя,

(9)

где первый член справа соответствует энергии покоя пары электрон-позитрон, а второй − энергия отдачи ядра. Так как энергия отдачи ядра сравнительно мала, то энергия, определяемая первым членом, является порогом рождения пар (2m_eс² 1.022 МэВ). В основном образование е⁺е⁻-пар происходит в кулоновском поле ядер атомов и эффективное сечение этого процесса пропорционально квадрату заряда ядра Z², т.е. σ_np ~ Z².
Порог рождения пар в поле электрона равен 4m_eс². Это связано с тем, что энергию отдачи получает электрон, имеющий малую массу, и пренебречь ею уже нельзя.

Дата добавления: 2015-07-15