Compton-effect of Compton-verstrooiing is een van de belangrijkste vormen van fotoninteractie. Het is de belangrijkste oorzaak van verspreide straling in een materiaal. Het komt wegens de interactie van het foton (Röntgenstraal of gamma) met vrije elektronen (los aan atomen) of losgebonden valentieschelp (buitenschelp) elektronen voor. Het resulterende invallende foton wordt verspreid (verandert van richting) en verleent energie aan het elektron (terugslag elektron). Het verstrooide foton heeft een andere golflengte (waargenomen fenomeen) en dus een andere energie (E=HC/λ). Energie en momentum worden in dit proces behouden. Het Compton effect is een partieel absorptieproces en als het originele foton heeft verloren energie, bekend als Compton shift (dat wil zeggen een verschuiving van de golflengte/frequentie). De golflengteverandering van het verstrooide foton kan worden bepaald door 0,024 (1-cos θ), waarbij θ de verspreide fotonhoek is. Aldus, neemt de energie van het verspreide foton met stijgende verspreide fotonhoek af.
kans op Compton-effect
- recht evenredig aan
- aantal buitenschaalelektronen, d.w.z. de elektronendichtheid
- fysische dichtheid van het materiaal
- omgekeerd evenredig met
- fotonenergie
- niet afhankelijk van
- atoomnummer (in tegenstelling tot foto-elektrisch effect en paarproductie)
met andere woorden, de waarschijnlijkheid van het Compton-effect is afhankelijk van het aantal elektronen per gram in het absorberende materiaal, dat Voor de meeste elementen ongeveer hetzelfde is (ca. 3 x 1023). Een uitzondering is echter het element waterstof, dat geen neutronen in zijn kern heeft en daarom een elektronendichtheid heeft die tweemaal zo groot is als die van alle andere elementen (CA. 6 x 1023), dus het Compton-effect is onafhankelijk van het atoomnummer (Z) van de absorber. De Betekenis van het Compton-effect is dat het het dominante proces wordt wanneer menselijke weefsels worden bestraald in het energiebereik van 30 keV tot 30 MeV, dat het diagnostische en therapeutische stralingsbereik is.
geschiedenis en etymologie
genoemd naar Professor Arthur Holly Compton (1892-1962), Amerikaanse natuurkundige, die in 1927 de Nobelprijs voor de natuurkunde kreeg voor zijn ontdekking van Compton effect 2.