一、帶電粒子與物質(zhì)的相互作用
（一)電離（ionization)
帶電粒子在從吸收物質(zhì)原子旁掠過時，由于它們與殼層電子之間發(fā)生靜電庫侖作用，殼層電子便獲得能量。如果殼層電子獲得的能量足夠大，它便能夠克服原子核的束縛而脫離出來成為自由電子。這時，物質(zhì)的原子便被分離成一個自由電子和一個正離子，它們合稱離子對。這樣一個過程就稱為電離。脫離出來的自由電子通常具有較高的功能，它又可以引起其它原子或分子電離，稱為次級電離。
�。ǘ�)激發(fā)（excitation)
帶電粒子給予殼層電子的能量較小，還不足以使它脫離原子的束縛而成為自由電子，但是卻由能量較低的軌道躍遷到較高的軌道上去，這個現(xiàn)象稱為原子的激發(fā)。處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的。它要自發(fā)地跳回到原來的基態(tài)，其中多余的能量將以可見光或紫外光的形式釋放出來，這就是受激原子的發(fā)光現(xiàn)象。
�。ㄈ�)散射（scattering)
散射是帶電粒子與被通過的介質(zhì)的原子核發(fā)生相互作用的結(jié)果。在這種作用下，帶電粒子只改變運動方向，不改變能量。方向改變的大小與帶電粒子的質(zhì)量有關。
�。ㄋ�)軔致輻射（bremsstrahlung)
帶電粒子與被通過的介質(zhì)原子核相互作用，帶電粒子突然減速，一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)能譜的電磁輻射釋放出來。這種作用隨粒子的能量增加而增大，與粒子的質(zhì)量平方成反比，與被通過介質(zhì)的原子序數(shù)Z的平方成正比。
�。ㄎ�)吸收（absorption)
帶電粒子在介質(zhì)中通過，由于與介質(zhì)相互作用耗盡了能量而最終停止下來，這種現(xiàn)象稱為被介質(zhì)吸收。
二、光子與物質(zhì)的相互作用
光子是電磁輻射，可通過以下三種效應與介質(zhì)發(fā)生作用。
�。ㄒ�)光電效應（photoelectric effect)
γ光子與介質(zhì)的原子相互作用時，整個光子被原子吸收，其所有能量交給原子中的一個電子。該電子獲得能量后就離開原子而被發(fā)射出來，稱為光電子。光電子能繼續(xù)與介質(zhì)作用。
�。ǘ�)康普頓效應（Compton effect)
γ光子只將部分能量傳遞給原子中最外層電子，使該電子脫離核的束縛從原子中逸出。光子本身改變運動方向。被發(fā)射出的電子稱康普頓電子，能繼續(xù)與介質(zhì)發(fā)生相互作用。
�。ㄈ�)電子對產(chǎn)生（electron pair production)
能量大于1.02M eV的γ光子在物質(zhì)中通過時，可與原子核碰撞，轉(zhuǎn)變成一個電子和一個正電子，從原子中發(fā)射出來。被發(fā)射出的電子和正電子還能繼續(xù)與介質(zhì)發(fā)生相互作用。
γ光子通過上述三種效應，能量逐漸減弱、方向發(fā)生不同的改變，最終也可表現(xiàn)為被吸收。
三、中子與物質(zhì)的相互作用
中子本身不帶電，在通過物質(zhì)時主要是與原子核發(fā)生作用，產(chǎn)生次級電離粒子而使物質(zhì)電離。
�。ㄒ�)彈性散射（elastic scattering)
彈性散射是中子通過物質(zhì)時損失能量的重要方式。原子核從中子動能中得到一部分能量而形成反沖核，中子則失去部分動能且偏離原方向。反沖核越輕、反沖角越大、反沖核得到的能量越多。反沖核動能和入射中子能量成正比。
�。ǘ�)非彈性散射（inelastic scattering)
入射中子與原子核作用形成復合核，復合核放出中子后如處在激發(fā)態(tài)，則會立即會放出γ射線而回到基態(tài)。入射中子的能量必須大于原子核的最低激發(fā)能，非彈性散射才可能發(fā)生。
（三)中子俘獲（neutron capture)
慢中子或熱中子與物質(zhì)作用時，很容易被原子核俘獲而產(chǎn)生核反應。核反應的產(chǎn)物可能是穩(wěn)定核素，也可能是放射性核素，同時還釋放出γ光子和其它粒子。某些穩(wěn)定核素，在慢中子作用下，生成放射性核素，稱為感生放射性核素（induced radionuclide)，它具有的放射性，稱為感生放射性(induced radioactivity)。
