تفاعل أشعة γ مع الإلكترونات الذرية ومجال النواة

تتفاعل أشعة γ مع الإلكترونات عن طريق ثلاثة تفاعلات أساسية وهي:

التأثير الكهروضوئي Photoelectric Effect وتشتت كمبتون Compton Scattering وأخيراً: إنتاج الأزواج Pair Production عندما تبلغ طاقة الأشعة 1.02 م.أ.ف أو تزيد. ويمكن معالجة هذه التفاعلات على ضوء النظرية الكلاسيكية ووفق معادلات ماكسويل ولكن الديناميكا الكهربية الكمية تعطي نتائج أدق وأفضل.

وفي حقيقة الأمر تواجه النظرية الكلاسيكية صعوبة كبيرة في تفسير التأثير الكهروضوئي وشتت كمبتون، ففي هذين التفاعلين يفترض أن الإشعاع يتصادم مع الكترون. وهذا غير ممكن إلا إذا كان الإشعاع يتمتع بخواص جسيمية.

وهكذا تعززت فكرة الطبيعة الازدواجية للضوء والجسيمات. ففي حين نجد أن الضوء عبارة عن موجات إلا أن تفاعله مع الإلكترون (في التفاعل الكهروضوئي وتشتت كمبتون) يعزز طبيعته الجسيمية أيضاً. ومن ثم تأكد مفهوم الفوتون (بطاقة تساوي (hv) وهكذا أدخل مفهوم الكمات وميكانيكا الكم.

يبين الشكل (1) تفاعل أشعة γ مع الإلكترونات ومجال النواة.