辐射加工技术说明
源于：辐照服务中心 时间：2017-09-06 浏览量：570 次
辐射加工技术
什么是伽马射线？
γ射线是一种由放射性同位素转化而产生的波长很短的电磁波。伽马射线与物质的相互作用有三种类型：（1）光电效应；（2）康普顿吴有勋效应；（3）电子对效应。1887年赫兹首次发现光电效应。1905年，爱因斯坦用量子理论解释了光电效应。光具有波和粒子的二重性，所以可以称之为光子。当光照射到金属表面时，光子会与金属中的电子发生碰撞。电子可以吸收光子，获得光子能量，增加动能，从金属表面逃逸，并具有一定的逃逸速度。逃逸电子可以在实验中测量出来
康普顿/吴的效应
在X射线实验中，康普顿等将单色X射线投射到石墨上，发现沿不同方向散射的X射线包含两个不同的波长分量：一个波长与入射X射线波长相同；另一个波长比入射X射线波长长，波长的变化与散射角有关。康普顿等人用光量子理论解释了这一现象。在轻原子中，电子与原子核没有很强的结合，因此与具有更高能量（如能量大于0.2MeV）的光子相比，它可以被认为是自由的。当光子注入材料时，它与电子发生碰撞，并将部分能量传递给电子，从而增加了电子的动能，康普顿-吴有勋效应是能量为0.2-2mev的光子通过材料时能量损失的主要方式之一。当光子能量较低时，能量损失主要是电离吸收
电子对效应
当高能伽马光子经过原子核附近时，在原子核的库仑场作用下，y光子将转化为正负电子对，满足电荷守恒。这个过程称为电子对产生过程。光子的电子对效应满足能量守恒。一部分光子能量转化为正负电子对的静质量，一部分光子能量转化为原子核或电子的反冲能，在电子对产生的过程中，原子核提供强大的库仑场，吸收光子的动量，所以整个过程的动量守恒。CO源的y射线平均能量为1.25mev。水和有机成分的原子序数相对较低。因此，当co射线与低原子序数物质相互作用时，co源的原子序数较低，主要发生康普顿-吴有勋效应。在这个过程中，中能y光子与原子的外层电子碰撞，形成反冲电子和散射光子。反冲电子在物质中高速运动，电离辐射与物质的相互作用首先产生激发的分子和离子，然后通过所谓的二次过程重新分配，形成自由基或稳定的产物
放射性核素
放射性核素常见的γ射线源有Co60和Cs137。目前工业上应用最广泛的是共源。Co核衰变过程中产生1.17mev和1.33mev两种y射线，半衰期为5.25年，月放射性下降约10%，辐射源需要经常补充和更新，因此不必像Co源那样经常更换源。由于3CS源具有辐射利用率低、易造成放射性污染等缺点，在工业上没有CO源那么受欢迎。伽马射线具有可靠性高、制造简单、穿透能力强等优点。目前，用于工业处理的大型γ源的地位已经确立
加速器
加速器是一种利用电磁场加速带电粒子以获得高能射线的装置。与伽马辐射源相比，它具有产量高、能量利用率高、可控性好等优点。然而，加速器产生的带电粒子束的穿透能力弱于y射线。然而，从长远发展来看，加速器作为主要的辐射源是未来发展的趋势，目前其高昂的价格限制了其在工业上的应用。
