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第五节  射线与物质的相互作用 考古断代 对于中子的衰减分两个阶段： (1) 快中子的慢化， (2) 热中子的吸收。 热中子可以被各种物质吸收，而快中子则往往是先使它慢化，然后再以热中子形式把它们吸收。 小结： ①用普通的纸或衣服就可把 α 粒子吸收掉。 ②适当厚度的铝可把 β 粒子吸收掉。 ③适当厚度的铅可吸收掉 γ 粒子。 ④中子射线最易被含氢多的物质所吸收（如水、石蜡、石墨）。 这表明能量单值的α粒子的射程基本上趋于一致， 习惯上用α粒子在空气中平均射程来反映它的能量。 实验表明，物质对β粒子的吸收情况遵守指数衰减规律，即： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 式中μ为β射线 在该吸收物质中的线性衰减系数（因物质不同而异）；d 为吸收厚度。 图为β粒子穿过铝板时的吸收曲线。 可见α粒子与β粒子的吸收曲线不同。 因为同一放射源发出的β粒子也具有各不相同的能量值， 故能量值小的β先被吸收掉， 能量大的β经过较厚的吸收体才被吸收掉。 能量值小的β先被吸收掉， 能量大 的β 经过较 厚的吸 收体才 被吸收掉。 三、不同物质对各种射线的吸收： ① α粒子的 吸收 用普通的纸 或衣服就可 把α粒子吸 收掉。 ②β粒子的吸收 用适当厚 度的铝阻 止β粒子 通过。 ③ γ 粒子的吸收 γ射线对物质的穿透力，较α、β射线都强， 如镭的γ线透过 10 cm 厚的铅时，才减少到 0 . 5 ％ 以下(此时仍未被全吸收)， 在水中通过 1 . 5 m 时，仅减少约 1％ 左右。 γ粒子的防护 铅可阻止γ 粒子通过， 物质密度大 的厚铅可吸 收γ粒子。 ④中子射线的防护 中子不带电，当它通过物质时，不易直接引起电离和激发， 所以中子在物质中可以穿过很长距离。 快中子的速度约为光速的 1/10， 在空气中射程可达 300 m 。 由荧光晶体、光电倍增管和电子仪器组成的闪烁计数器是探测γ射线强度的常用仪器。 通过对γ射线谱的研究可了解核的能级结构。 γ射线有很强的穿透力，工业中可用来探伤或流水线的自动控制。 γ射线对细胞有杀伤力，医疗上用来治疗肿瘤。 γ刀放射疗法： 二、带电粒子与物质的相互作用： β+、β-、α 等射线都是由带电粒子组成的。 当这些运动着的带电粒子在物质中穿行时，因损失能量而使其速度将逐渐降低，能量主要消耗于使原子电离或激发上。这种能量损失常称做电离损失。 1．电离： 直接电离（ionization） —— α、β 射线 都是些高速运动的带电体，它们在高速运行的途中由于静电力的作用，使原子或分子中的电子脱离出来，而形成自由电子和正离子。 间接电离(或次级电离) —— 通常脱离出来的自由电子也具有较大的动能，继而又引起其他原子或分子的再次电离。 电子损失动能后，最终附着在原子或分子上成为负离子。 同时，高速带电粒子射线也能使原子或分子处于高激发态，这些处于激发态的原子或分子将会发射光子，或将激发态的能量转变为热运动的能量。 带电粒子通过物质时，在它所经历过的路径上留下许多离子对。 比电离 ( specific ionization ) —— 每厘米路径上所产生的离子对数，又称为电离密度。 比电离的大小取决于带电粒子的电量、速度和被照射物质的密度，是表征粒子电离本领的强弱。 粒子带电量多，则作用于原子外层电子的力就大； 速度小，则作用的时间就长； 物质密度大，意味着作用机会相应增加，故所产生的比电离就大。 因此粒子的速度小、电荷量多，物质的密度大，比电离就大；反之就小。 因 β 粒子的质量 α 粒子的质量，β 带电量也少于 α 粒子的带电量，而 β 粒子的速度却 α 粒子的速度， 在同样能量的条件下，在同一物质中α 粒子的电离比值要比 β 粒子大得多。 例如 1 MeV 的α粒子在空气中的电离比值为：40000 对离子／cm， 而 1 MeV 的 β 粒子的电离比值只