Effet photoélectrique
Coupes transversales de l’effet photoélectrique
Aux petites valeurs de l’énergie des rayons gamma, l’effet photoélectrique domine . Le mécanisme est également amélioré pour les matériaux de numéro atomique Z élevé. Il n’est pas simple de dériver l’expression analytique de la probabilité d’absorption photoélectrique des rayons gamma par atome sur toutes les gammes d’énergies de rayons gamma. La probabilité d’absorption photoélectrique par unité de masse est approximativement proportionnelle à:
τ (photoélectrique) = constante x Z N / E 3,5
où Z est le numéro atomique, l’exposant n varie entre 4 et 5. E est l’énergie du photon incident. La proportionnalité à des puissances supérieures du nombre atomique Z est la principale raison de l’utilisation de matériaux à teneur élevée en Z, tels que le plomb ou l’uranium appauvri dans les écrans de rayons gamma.Bien que la probabilité de l’absorption photoélectrique du photon gamma diminue, en général, avec l’augmentation du photon l’énergie, il y a de fortes discontinuités dans la courbe de section. Celles-ci sont appelées «bords d’absoption»et ils correspondent aux énergies de liaison des électrons des coquilles liées à l’atome. Pour les photons avec l’énergie juste au-dessus du bord, l’énergie des photons est juste suffisante pour subir l’interaction photoélectrique avec l’électron de la coque liée, disons K-shell. La probabilité d’une telle interaction est juste au-dessus de ce bord bien supérieure à celle des photons d’énergie légèrement en dessous de ce bord. Pour les photons gamma en dessous de ce bord, l’interaction avec l’électron de la coquille K est énergétiquement impossible et donc la probabilité chute brusquement. Ces arêtes se produisent également aux énergies de liaison des électrons d’autres coquilles (L, M, N… ..).
Coupe transversale de l’effet photoélectrique.
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