방사선 상호작용 전자(선/탄성산란/전리손실/방사손실)

2. 전자선

전자선은 균일한 에너지를 가지는 전자의 흐름이고, 단위질량당 전하량이 크기 때문에 물질과 작용할 때 산란이 많이 일어남

물질 속을 지나갈때, 중하전입자와 마찬가지로 탄성산란, 비탄성산란이 일어남. 물론 중하전입자와는 다른양상을 띰.

 

2-1. 전자의 탄성산란

앞서, 산란은 빛의 방향이 바뀌는 것을 말함. 

전자들이 자신의 원래의 궤도에서 벗어날 때 발생하며, 중하전입자와 달리 질량이 매우 작기때문(약 1/7000)에 전자는 원자핵에 의해 진로가 변함. 

질량차이가 많이 나므로, 에너지 손실차원에서는 큰 문제없이 내부 상태가 보존됨.

 

2-2. 전자의 전리 손실

원자와 궤도전자사이에 작용하는 쿨롱력으로 중하전입자와 마찬가지로 전자도 전리(이온화), 여기(들뜸)를 함.

1차전자가 1회 비탄성산란으로 인해 잃는 에너지 값 자체가 적어 이온화 손실이 크게 나지는 않으나, 수십eV보다 높은 에너지를 가진 것은 2차 이온쌍을 만들며, 이온화를 일으킨다.

입사전자가 비탄성산란을 계속해서 반복하며 이온화손실이 야기되며, 마지막엔 원자의 힘에 잡히거나 소멸한다.

	설명
고에너지 전자	전방산란 우세
저에너지 전자	무질서 운동

 

2-3. 전자의 방사손실

전자선이 작용하며, 전자 자신도 방향이 변하여 방사선손실 형태로 에너지를 잃는 것으로 질량의 제곱에 반비례하여 그 몫만큼 에너지를 잃는 현상.

이는 하전입자중에서도 특히 전자에서 두드러지게 나타나는 현상 중 하나이며, 중하전입자에 비해 질량이 매우 작아 방사손실이 큼. 반대로 중하전입자는 큰 질량으로 방사손실을 무시할 만한 수준.

가속도를 받은 전자가 원자핵으로부터 제동이 걸려 속도가 떨어지고 에너지를 잃는데,,  이같이 입사전자가 원자핵에 의해 제동되는 현상을 제동방사라 함(ou, X선 방사).

전자의 방사손실은,

로 나타내진다.