Действие рентгеновского излучения на вещество

Когерентное рассеяние. Пусть на тело падает фотон рентгеновского излучения энергией , а работа выхода электрона атомов этого тела есть . Пусть . Тогда при столкновении этого фотона с электроном атома, фотон изменит траекторию своего движения, но энергию при этом практически не изменит Биологического действия на ткани организма когерентное рассеяние практически не оказывает.

Фотоэффект. Если , т.е. если энергия фотона достаточна для отрыва электрона, то фотон отдает ему всю энергию, прекращая своё существование. В результате электрон вылетает из атома, атом ионизируется (фотоионизация). Фотоэффект описывается уравнением Эйнштейна . Т.о., при фотоэффекте происходит ионизация атомов вещества.

Некогерентное рассеяние (эффект Комптона). Это явление наблюдается, если на атом падает фотон, энергия которого значительно больше энергии ионизации . Фотон может столкнуться с электроном атома, находящемся на внешнем уровне, где электрон менее связан с ядром, чем на внутренних уровнях. При этом электрон отрывается от атома, а фотон, энергия которого уменьшится, изменяет свое направление. Энергия фотона может оказаться такой большой, что фотон выбьет электрон с внутреннего уровня.

При прохождении рентгеновского излучения через вещество оно ослабляется в соответствии с законом Бугера

,

где - глубина проникновения в вещество; коэффициент ослабления. В общем случае коэффициент ослабления учитывает все три рассмотренных процесса

.