Wechselwirkung von Strahlung und Materie

a) Schwere geladene Teilchen (α):

Aufgrund der Coulombwechselwirkung kommt es zu Stößen mit Elektronen in der Atomhülle (Anregung oder Ionisation). Das Teilchen gibt jeweils einen kleinen Energiebetrag ab und wird nur wenig abgelenkt (m_α = 7000m_e).
→ Zunächst kommen alle Teilchen durch, erst am Schluss Absorption.

b) Elektronen:

Wie a), aber mit großen Streuungen. Dazu Ablenkung am Atomkern möglich:
Elektronen mit niedriger Energie behalten ihre kinetische Energie (elastischer Stoß):

Elektronen mit hoher Energie emittieren aufgrund ihrer Beschleunigung Bremsstrahlung (unelastischer Stoß, bei α-Teilchen nicht möglich):

c) Photonen (auch γ-Strahlung):

Es gibt drei mögliche Prozesse, die je nach Energie des Photons auch gleichzeitig auftreten können:

• Photoeffekt
  Dabei nehmen Elektronen des Elements ein Photon ganz auf, wodurch sie aus der Atomhülle ausgelöst werden:
• Compton-Effekt
  Das Photon wird an einem Elektron des Atoms gestreut. Dabei gibt es einen Teil seiner Energie an das Elektron ab:
• Paarerzeugung (nur bei hohen Energien)
  Das Photon erzeugt im Coulomb-Feld des Atomkerns ein Elektron-Positron-Paar: