1. Efecto fotoeléctrico: Esta interacción ocurre cuando un fotón de rayos gamma transfiere toda su energía a un electrón estrechamente ligado, lo que hace que el electrón sea expulsado del átomo. La probabilidad del efecto fotoeléctrico disminuye al aumentar la energía del fotón y es más significativa para los rayos gamma de baja energía y los materiales de alto número atómico.
2. Dispersión Compton: En esta interacción, un fotón de rayos gamma choca con un electrón débilmente ligado, transfiriendo parte de su energía al electrón y provocando que retroceda. El fotón dispersado continúa en una dirección diferente con energía reducida. La dispersión Compton es el mecanismo de interacción dominante para los rayos gamma con energías intermedias.
3. Producción en pareja: Esta interacción ocurre cuando un fotón de rayos gamma de alta energía interactúa con el fuerte campo eléctrico cerca de un núcleo atómico, convirtiéndose en un par electrón-positrón. El electrón y el positrón tienen la misma energía que el fotón original, menos la energía de la masa en reposo de las dos partículas. La producción de pares sólo es posible cuando la energía del fotón excede el doble de la energía de la masa en reposo de un electrón (1,022 MeV).
La probabilidad relativa de estas interacciones depende de la energía de los fotones de rayos gamma y del número atómico del material. A bajas energías, el efecto fotoeléctrico es dominante. A medida que aumenta la energía, la dispersión Compton se vuelve más significativa y la producción de pares se vuelve importante a energías muy altas.
