تفاعل الأشعة الكهرومغناطيسية مع المادة (أشعة جاما).

تتفاعل أشعة جاما مع المادة بإحدى الطرق الثلاث الآتية:

أ-تفاعل الكتروضوئي Photoelectric Effect وتسمى الظاهرة الإلكتروضوئية، وفي هذا التفاعل يتفاعل الفوتون (أشعة جاما) مع أحد الإلكترونات المرتبطة بالذرة أي مع أحد الإلكترونات في المستويات الداخلية للذرة فيختفي الفوتون تماما ويظهر الإلكترون الذري منطلق ويسمى الإلكترون الضوئي ويحمل طاقة تساوي الفرق بين طاقة الفوتون الساقط وطاقة ربط الإلكترون بالذرة.

E_e (Energy of electron)  =  E_γ  -  B E_e                                                              

حيث أن BE_e هي طاقة ربط الإلكترون بالذرة و  E_γ هي طاقة أشعة جاما.

ويملأ المكان الشاغر للإلكترون   المنبعث بواسطة إلكترونات من المدارات الخارجية للذرة ويتبع ذلك إنبعاث أشعة إكس المميزة للعنصر.

ب-أثر كومبتون Compton effect

وهو تفاعل أشعة جاما مع الإلكترونات الحرة للذرة (إلكترونات المدار الأخير). وفي هذا التفاعل يتشتت الشعاع الساقط أي يتغير إتجاهه، وتقل طاقته بمقدار ما يعطى للإلكترون من طاقة وينطلق هذا الإلكترون بطاقة E.

E =  E_γ  -  E_γ^-                                                                                       

حيث E_γ   طاقة أشعة جاما الساقطة و E_γ^- هي طاقة أشعة جاما بعد التشتت ( الإنحراف).

ج-إنتاج الأزواج Pair Production

عندما يتفاعل الفوتون (أشعة جاما) مع النواة يختفي تماما هذا الفوتون ويظهر بدلا عنه إلكترون وبوزيترون e^-, e⁺ ، وتحدث هذه الظاهرة عندما تكون طاقة جاما الساقطة أكبر من 1.022 Mev، وبعد 1ذلك يفقد كل من الإلكترون والبوزيترون طاقتهما الحركية نتيجة للتصادمات المتتابعة مع الذرات حتى يصلا إلى السكون. ويتفاعل الإلكترون مع البوزيترون ويكونا فوتونين طاقة كل منهما 0.511Mev (أشعة الفناء).