光子

光子と物質との相互作用には、次の５つがある。
１．光電効果
２．コンプトン散乱
３．電子対形成
４．レイリー散乱
５．光核反応
これらのうち光子のエネルギーに応じて、０．１〜０．５ＭｅＶ以下のエネルギーでは光電効果が、０．５〜５ＭｅＶ程度のエネルギー範囲ではコンプトン散乱が、５ＭｅＶ以上では電子対形成が主たる相互作用となる。また、原子番号Ｚについてみると、Ｚが小さい物質に対しては広いエネルギー範囲にわたりコンプトン散乱が主要な相互作用となり、断面積はＺの１乗に比例して大きくなる。また、Ｚが大きくなるに従い、低エネルギー側では光電効果が、高エネルギー側では電子対形成が支配的な相互作用となり、それぞれＺのおよそ５乗、及び２乗に比例して断面積は大きくなる。一方レイリー散乱は光子の弾性散乱に起因し、光子がエネルギー損失すること無しに散乱し、方向を変える現象をいう。また、光核反応は光子エネルギーが数ＭｅＶ以上になったときにのみ重要で、高エネルギー光子が直接原子核に入射し、物質と（γ、ｎ）反応などを起こして原子核より中性子を放出させる反応をいう。

β壊変にはβ＋壊変、軌道電子捕獲、β−壊変の３つの壊変形式がある。このうち、β＋壊変は原子核内の陽子が陽電子とニュートリノを放出して中性子に変わる過程で、この例には２２Ｎａがあり、壊変後２２Ｎｅとなる。また、２２Ｎａが壊変するときに陽電子を放出せずニュートリノだけを放出して２２Ｎｅとなる過程が存在する。この壊変形式が軌道電子捕獲であり、壊変後の原子は励起状態にあるため特性Ｘ線あるいはオージェ電子が放出される。これら２つの壊変過程は互いに競合し、２２Ｎａの場合の分岐比は前者が約９０％、後者が約１０％である。

低速中性子の検出に６Ｌｉの（ｎ，α）反応が用いられる。この反応のＱ値を４．８ＭｅＶとすると、生成するα粒子及び３Ｈに与えられるエネルギーは、それぞれやく２．１ＭｅＶ，及び約２．７ＭｅＶとなる。