鉛為什么能防輻射?
其實任何物質都可以阻擋核輻射，但不同的是阻擋能力不同。鐵、磚和混凝土是常用的輻射屏蔽材料。比如在醫療診斷使用的X射線能量范圍內，24
cm厚的實心磚的防護效果相當于2 mm厚的鉛板。
阻斷能力主要由兩個方面決定。
1.原子序數越高，輻射阻擋能力越強。然而，原子數量越多，元素越硬，原材料越便宜。此外，許多原子序數大的元素具有放射性，不適合用作輻射防護材料。鉛原子序數較高，材料成本較低。
2。密度越高，抗輻射能力越強。例如，鉛的密度為11.3克/立方厘米。金的密度比鉛高，但是太貴了。鋨是地球上密度最大的物質，密度為22.8克/立方厘米，比較貴。
在某些環境中選擇鉛是輻射阻擋能力和材料成本之間平衡的結果。但是鉛不是唯一的選擇:核反應堆的外層是由非常厚的混凝土制成的�？傊魏挝镔|在輻射防護中都起著一定的作用。由于鉛被廣泛用作輻射防護材料，它是“輻射屏蔽能力和材料成本平衡的結果”。
為什么物質的原子序數和密度越高，輻射阻擋(X射線或γ射線)效果越好?
這是因為輻射(X射線或γ射線)穿過物質，有許多相互作用，如光電效應、康普頓效應和電子對效應。這些效應會導致X射線或γ射線被吸收或散射，從而起到屏蔽的作用。
光電效應:當光子與物質原子的束縛電子相互作用時，光子將所有能量轉移到束縛電子并發射出去，而光子本身則消失。
康普頓效應:光子與電子發生非彈性碰撞，部分能量傳遞給電子，使電子反沖，同時散射光子的能量和運動方向發生變化。
電子對效應:光子通過原子核時，被原子核的庫侖場轉化為正電子和負電子。
光電效應、康普頓效應和電子對效應的概率隨著原子序數z的增加而增加。
光電效應的概率與z 5成正比，康普頓效應與z成正比，電子對效應與z 2成正比。
例如，鉛原子的數量是82，鐵原子的數量是26。對于100千伏以下的X射線，1毫米鉛板的屏蔽效果與6毫米鐵板相當。
|
