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말랑말랑 방사선 물리교실 19. 감마선에 의한 이온화 (3) 전자쌍 생성

  • 2016.07.20.
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19. 감마선에 의한 이온화  3) 전자쌍 생성

이것만 알면 이온화에 대해 다 아는거야

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매우 에너지가 큰 감마광자는 원자핵 부근을 지날 때 양과 음의 두 개의 전자로 변해

 

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이 중 양의 전자를 양전자로 부르는데, 이 반응을 전자쌍 생성이라 해!

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전자쌍 생성은 에너지와 질량의 변환에 대한 좋은 예가 되는데

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원자의 핵에 아주 근접한 곳에서 일어나고, 자유공간에서는 일어날 수 없어

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또, 생산하는데 필요한 에너지의 양은 1.02 MeV야. 그래서 이 에너지 이하일 때는 일어나지 않지

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광자 에너지가 크면 클수록 전자쌍 생성은 더 잘 일어나는데, 1.02 MeV보다 초과된 에너지만큼 운동 에너지를 갖게 돼

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이렇게 가속된 대전입자들은 광전효과와 컴프턴산란 처럼 이온화의 원인이 돼

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양전자는 전자가 하는 것 같이 이온화의 원인이 되면서 감속하며 단순히 정지하는 것 대신에 전자에 잡힘으로써 끝나

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이 쌍은 두 개의 새로운 광자가 되면서 자멸하고 이러한 과정을 소멸이라고 불러. 이 광자는 각각 0.51 MeV의 에너지를 내는데

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이 방사선을 소멸방사선이라 부르고, 먼저 컴프턴 효과를 겪고 궁극적으로 광전효과에 의해 되지

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결론적으로 감마선은 광전효과, 컴프턴 산란 혹은 전자쌍 생성에 의해 흡수되어 지고 그 결과 전자와 양이온을 생성해!

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