Schwächung von Strahlenbündeln ungeladener Teilchen

Zusammenfassung

Ungeladene Strahlungsquanten wie Photonen oder Neutronen haben wegen ihrer fehlenden elektrischen Ladung nur sehr kleine Wechselwirkungswahrscheinlichkeiten mit den Atomen eines bestrahlten Absorbers. Einige der Quanten werden daher bei der Wechselwirkung absorbiert oder gestreut, andere können insbesondere dünne Absorber sogar ohne jede Wechselwirkung bzw. ohne jeden Energieverlust wieder verlassen. Oft kommt es zu nur singulären Wechselwirkungsereignissen, die aber mit hohen Energieverlusten verbunden sein können. Wegen der geringen Wechselwirkungswahrscheinlichkeiten sind selbst hinter dicken Absorbern immer noch unbeeinflusste Primärquanten anzutreffen. Ungeladene Strahlungsquanten haben daher keine endlichen Reichweiten in Materie. Zur Beschreibung der Wechselwirkungswahrscheinlichkeit ungeladener Quanten eines Strahlungsbündels wird das so genannte Schwächungsgesetz verwendet. Dieses Gesetz beschreibt das mittlere Verhalten der primären Quanten eines Strahlenbündels in einem Absorber. Seine Aussagen gelten daher nur für hinreichend große Teilchenzahlen. Die Wechselwirkungsraten individueller Teilchen zeigen dagegen immer zufällige Abweichungen von diesem Schwächungsgesetz. Diese treten in realen Experimenten als statistische Schwankungen der Messergebnisse in Erscheinung.

Unter Schwächung eines Strahlenbündels versteht man die Verminderung der primären Teilchenzahl durch Wechselwirkungen mit dem Absorbermaterial. Je nach Teilchenart und Teilchenenergie sindfür die Schwächung unterschiedliche Wechselwirkungsprozesse zuständig. In diesem Kapitel wird das exponentielle Schwächungsgesetz ausfiihrlich erläutert. Bei offener Geometrie, bei der sekundäre Wechselwirkungsprodukte im Strahlenfeld mit erfasst werden, kommt es zu deutlichen Abweichungen von diesem einfachen exponentiellen Gesetz.