halveringsdikte lood

Karel stelde deze vraag op 13 februari 2015 om 15:51.

Beste meneer/mevrouw
In Binas (6e) tabel 28F staan de halveringsdiktes voor em-straling van verschillende energieën voor verschillende stoffen. Overal zie je dat de halveringsdikte groter is bij grotere stralingsenergieën, behalve bij lood. Daar zie je dat de halveringdikte voor 5,0 MeV 1,44cm is, maar voor 10,0 MeV is dat tegen mijn verwachting in ineens minder, nl. 1,23 cm. Is dat een fout van BINAS, of zit er een natuurkundige verklaring achter?

Als het mogelijk is, zou ik hier graag wat opheldering over krijgen.
Met vriendelijke groet,
Karel

Reacties

Jan van de Velde op 13 februari 2015 om 18:28
dag Karel

er staat geen fout in BINAS (althans niet daar)

Absorptie van elektromagnetische straling kan op vele manieren plaatsvinden. De belangrijkste processen in absorptie van röntgen en gamma's zijn:
  • foto-elektrisch effect
  • Comptonverstrooing
  • elektron-positron paarvorming
Het foto-elektrisch effect is het belangrijkst voor (röntgen en) de lagere-energie gamma's, Comptonverstrooing laten we zeggen mid-range, en bij hogere energieën (bij lood vanaf 1,022 MeV) gaat die paarvorming snel een hele belangrijke rol spelen, een duidelijke hoofdrol vanaf 10 MeV.

Hieronder een diagram met de absorptiecoëfficiënt van lood uitgezet tegen de energie (van wikipedia):




Nou is absorptiecoëfficiënt natuurlijk een andere eenheid dan halveringsdikte, maar die twee hebben een omgekeerde relatie met elkaar: een hogere absorptiecoëfficiënt betekent betere absorptie, en dus minder materiaal nodig om de stralingsintensiteit te halveren. Zet deze grafiek op zijn kop en zet dan "halveringsdikte" op de y-as en je hebt iets aardig bruikbaars .

En inderdaad zien we dat bij zowat 5 MeV de absorptiecoëfficiënt van lood voor gamma's een minimum kent ( en de halveringsdikte in de tabel niet toevallig een maximum)

Dergelijke plaatjes verschillen uiteraard van materiaal tot materiaal, maar ze vertonen veelal vergelijkbare trends, minstens een afvlakking bij die hogere energieën. Dat minimum van lood wordt toevallig net duidelijk zichtbaar in die tabel .

duidelijk zo?

Groet, Jan


Erik op 07 maart 2024 om 00:13
Korter antwoord:
Wanneer fotonen van 10 MeV tegen elektronen in lood botsen, is dat voldoende energie om geabsorbeerd te worden. Dit kan op verschillende manieren, bijvoorbeeld door het fotoelektrisch effect, compton scattering, of paarvorming. Bij lagere energieën is de kans op absorptie van fotonen veel kleiner.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft drieëntwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)