M03 - Radiační defektoskopie

2.3.1  Interakce fotonů gama s látkou 

Interakce fotonů s látkou lze roztřídit do řady skupin vzhledem k tomu, že stu-
peň a charakter interakce se mění s energií fotonů a s nukleonovým číslem ato-
mů látky. Z nich pro potřebu radiační defektoskopie největší význam má 
fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl a tvorba párů elektron - pozitron. 

a)  Fotoelektrický jev 

Fotoelektrický jev (fotoefekt) je proces, při kterém foton předá veškerou svou 
energii elektronu v některé energetické hladině atomu absorbujícího prostředí 
(obr.6.3). Elektron část získané energie spotřebuje k uvolnění ze své dráhy (va-
zební energie Ev), zbylá energie se mění na  kinetickou energií Ekin [MeV] da-

nou Einsteinovou rovnicí: 

v

kin

E

h

E

−

=

ν.

                                          (2.1) 

kde   h

ν - je energie dopadajícího fotonu [MeV],   

EV - je vazební energie elektronu v příslušné energet. hladině [MeV].  

Zákon zachování hybnosti je splněn předáním  části hybnosti zbylému atomu 
látky, na kterém došlo k procesu. Proto není fotoelektrický jev možný na vol-
ných elektronech. Účinný průřez fotoelektronu je nulový pro energie fotonů 
menší než vazební energie elektronů v dané slupce atomu, prudce vzroste při 

9]QLNDYODVWQRVWLLRQL]XMtFtKR]iĜHQt

Zkušebnictví a technologie – Radiační defektoskopie 

energii rovné vazební energii a 
dále postupně klesá s rostoucí 
energií. Fotoefekt má podstatný 
podíl z celkového zeslabení zá-
ření gama jen do energie asi 1,5 
MeV a to i u materiálů vysokých 
protonových  čísel. Pokud mají 
fotony vysokou energii, bývají 
fotoelektrony vymrštěny dopře-
du, t.j. v pokračujícím směru 
jako dopadly primární fotony. 
Pokud mají fotony nízkou ener-
gii  uskutečňuje se emise fotoe-
lektronů  převážně ve směrech, 

které s dráhou dopadajícího fotonu svírají pravý úhel. Fotoefekt je jediným 
procesem skutečné absorpce. 

b)  Comptonův rozptyl 

Comptonův rozptyl (Comptonův jev) nastává pokud energie fotonu záření ga-
ma je větší než vazební energie obalového elektronu. Při tomto jevu se fotony 
chovají jako pružné částice, které při srážce s obalovým elektronem ztratí část 
své energie (Obr. 2.4). 

Při Comptonově rozptylu je tedy část ener-
gie fotonu předána elektronu, na který fo-
ton narazí, přitom se však foton pohybuje 
dále, v odkloněném směru od původní 
dráhy, s  nižší energií a takovou hybností, 
aby byl dodržen zákon zachování energie. 
Energie rozptýlených fotonů se snižuje 
v závislosti na úhlu rozptylu. K maximál-
nímu poklesu energie dochází při zpětném 
rozptylu (