46.Нұрлардың затпен әсерлесуінің жалпы заңдылықтары.

Гамма-нұр мен бөлшектер зат арқылы өткенде олар оны құрайтын атомдармен, яғни электрондармен және атом ядроларымен (кейде нуклондармен) әсерлеседі. Осының нәтижесінде бөлшектердің де, заттың да кейбір сипаттамалары өзгереді. Бұл тарауда бөлшектермен болатын өзгерістер толық, ал заттың өзгерістері ішінара, тек ядролық физикаға тікелей қатыстысы қарастырылады. Олар заттың атомдарының иондануы мен ода екінші реттік радиоактивтіліктің пайда болуы. Затта болатын басқа өзгерістер тиісті бөлімдерде қарастырылады немесе тіпті қарастырылмайды. Нұрлар зат арқылы өткенде болатын құбылыстардың ядролық физика мен ғылым мен техниканың сыбайлас салалары үшін маңызы айтпай-ақ түсінікті. Мысалы, мұндай құбылыстардың заңдылықтарын білмей нұрларды тіркеу принциптерін түсіну немесе реакторлар мен үдеткіштердің туғызатын нұрларынан қорғану қабырғаларының қалындығын есептеу мүмкін емес. Қарастырылатын зарядталған бөлшектер мен -кванттардың энергиялары, электрондардың атомға байланыс энергияларының орташа мәнінен немесе атомдардың орташа иондану потенциалынан көп үлкен деп есептеледі. Орташа иондау потенциалын эмпирикалық эВ (8.1) қатынасымен анықтауға болады. Осыдан, бұл тарауда, энергиялары 0,01-0,1МэВ-тен мыңдаған ГэВ-қа дейінгі бөлшектердің зат арқылы өтуі қарастырылады. Олардың ішіндегі ең маңыздылары энергиясы бірнеше кэВ-тан 10МэВ-қа дейінгілері. Бұл энергиялар заттардың иондалу энергияларынан әлдеқайда үлкен, сондықтан, ондай бөлшектерді жоғары энергиялы дейді. Жоғары энергиялы бөлшектердің затпен әсерлесуінің жалпы көрінісі өте күрделі. Олар заттың атомдарының әртүрлі қабықтардағы электрондарымен соқтығысады, ядроның кулондық өрісінде сейіледі, энергиясы жеткілікті жоғары бөлшектер ядролық реакцияларға қатысады, кейде екінші реттік құбылыстар туғызады. Мысалы, жоғары энергиялы электрондар шоғы затта күшті екінші реттік -кванттар ағынын туғызады. Оны, мысалы, радиациялық қорғанды есептегенде ескеру керек. Бірақ, бұл нұрлардың зат арқылы өтуін есептеу мүлдем мүмкін еместігін білдірмейді. Оны сипаттайтын көптеген шамаларды дәл есептеуге, ең болмаса бағалауға болады. Оған мынадай себептер көмектеседі. Біріншіден, зарядталған бөлшектер мен -кванттардың затпен әсерлесуіне негізгі үлесті электромагниттік әсерлесу қосады. Ядролық әсерлесудің үлесі оның қысқа қашықтықтығы мен ядролардың санының электрондардың санынан едәуір аздығынан мардымсыз болады. Әрине, зарядталған бөлшектер үшін кулондық тосқауыл, ал -кванттардың ядролық әсерлесуге қатыспайтыны да өз ықпалдарын тигізеді. Нәзік әсерлесудің тұрақтысы электромагниттік әсерлесу тұрақтысынан 10¹³есе кем. Сондықтан, оларды зарядталған бөлшектердің зат арқылы өтуі кезінде елемеуге болады. -квант нәзік әсерлесуге қатыспайды. Сондықтан, нұрдың затпен әсерлесуін олардың электромагниттік әсерлесуімен ауыстыруға болады. Екіншіден, өтетін бөлшектердің энергиясы заттың атом-дарының иондалу потенциалынан әлдеқайда үлкен. Осыдан, электрондардың атомға байланыс энергиясын елемей, соқтығысу кезінде оларды еркін деп қарастыруға болады. Керек кезінде электронның байланыс энергиясын жеткілікті дәлдікпен атомдардың орташа иондалу потенциалына тең деп алуға болады. Кейін нақты процесстерді қарастыру кезінде есептеулердің дәлдігін өзгертпейтін, шындыққа сәйкес келетін қарапайымдырғыш пайымдаулар жасалады. Көптеген, бөлшектердің зат арқылы өтуін сипаттайтын шамаларды физикалық көріністің күрделілігінен дәл есептеу мүмкін емес. Мұндай шамалар тәжірибелерден анықталады. Дегенмен, мұндай жағдайларда да, тәжірибелік мәліметтерді өңдеу үшін, құбылыстың механизмін ең болмағанда сапалық түсіну қажет болады. Зат арқылы өту кезінде зарядталған бөлшектер мен гамма-кванттар атомдармен әсерлеседі және бұл құбылыста электромагниттік күштердің үлесі басым. Осыдан, оны атомдық физиканың бөлімі деуге болады. Бірақ, өтетін бөлшектерге ядролық физикада қарастырылатын энергиялар тән. Және оларды тәжірибелік зерттеулер ядролық физикаға тән әдістермен өткізіледі. Сондықтан, нұрлардың зат арқылы өтуі ядролық физика бөлімінде қарастырылады. Затпен әсерлесу механизміне сай зерттелетін бөлшектерді үш топқа бөлуге болады: 1) ауыр зарядталған бөлшектер; 2) жеңіл зарядталған бөлшектер; 3) гамма-кванттар. Бір топтан екінші топқа өткенде әсерлесу сипатында сапалық өзгерістер болады. Жеңіл бөлшектер тобына электрон мен позитронды жатқызады. Қалған зарядталған бөлшектер (әлбетте, протондар мен одан ауыр бөлшектер) ауыр бөлшектер делінеді.