Составители:
Рубрика:
заряженная частица теряет малую часть энергии, составляющую в среднем несколько десятков
электрон-вольт. В результате, например, α-частица с энергией 5 МэВ ионизирует в общей сложности
примерно 10
5
атомов. Пройденное частицей расстояние до остановки является функцией заряда,
массы и энергии частицы, а также атомного номера, средней энергии ионизации атомов и их
концентрации.
Если параллельный пучок α-частиц одинаковой энергии летит в веществе вдоль оси X , то
зависимость между потоком F (числом частиц, проходящих через данную поверхность в единицу
времени) и величиной пройденного пути X изображается кривой I на рис. I.
На протяжении значительной части пути интенсивность потока не меняется. Затем, когда скорость α-
частицы приближается к нулю, интенсивность резко падает. α-частицы одинаковой энергии теряют
свою энергию приблизительно на одинаковом пути x
0
, длина которого зависит от энергии частицы.
Для энергии 5 МэВ в воздухе x
0
≈
5 см, а в плотных телах - в тысячи раз меньше. Например, лист
бумаги полностью задержит α-частицы.
Для β-частиц аналогичная зависимость изображена кривой 2 на рис. I. Кривая для β-частиц иная,
потому что электроны имеют различные начальные скорости и к тому же электроны, пролетая мимо
атомов, не только отдают им часть своей энергии, но часто испытывают значительное рассеяние. Уже
при небольших х часть электронов выбывает из пучка; это в основном те электроны, которые имели
малую начальную скорость. Поэтому вблизи х=0 поведение кривой похоже на поведение
показательной функции. Однако дальше кривая достигает оси абсцисс, интенсивность становится
равной нулю при определенной величине х
Q
, зависящей от граничной энергии Е
mах
β-спектра. Пробег
β-частиц до остановки значительно больше, чем α-частиц; он может составлять примерно 10 м в
воздухе или несколько миллиметров в алюминии. Пробег растет с ростом энергии; зная эту
зависимость, можно по измеренному пробегу найти энергию частиц. В различных веществах с
близким атомным номером величина пробега X
0
различна при одинаковой энергии лишь вследствие
различия плотности. Поэтому предпочитают пробег выражать величиной d
0
=
ρ
x
0
(массой поглотителя
на единицу площади), где d
0
- пробег в г/см
2
, x
0
- пробег в см,
ρ
- плотность вещества в г/см
3
.
Эмпирически установлена зависимость между максимальной энергией β-частиц в МэВ и пробегом d
o
в г/см
2
:
E
max
=1,85(d
0
+0,133) (2)
Формула справедлива для алюминия и других веществ с близким атомным номером для энергий
больше 0,8 МэВ ( d
0
> 0,3 г/см
2
).
При одинаковой энергии пробег α-частиц примерно в тысячу раз меньше, чем β-частиц. Главная
причина этого различия заключена в том, что тяжелые α-частицы имеют меньшую скорость,
поэтому, пролетая мимо атомов, дольше взаимодействуют с его электронами и могут сообщить им
необходимый для ионизации импульс с большего пролетного расстояния. Поэтому α-частицы
создают больше ионов на единицу пути и быстрее тормозятся.
Электроны, пролетая вблизи атомного ядра, движутся ускоренно и поэтому могут испускать
коротковолновое электромагнитное излучение, называемое тормозным, или рентгеновским,
заряженная частица теряет малую часть энергии, составляющую в среднем несколько десятков
электрон-вольт. В результате, например, α-частица с энергией 5 МэВ ионизирует в общей сложности
примерно 105 атомов. Пройденное частицей расстояние до остановки является функцией заряда,
массы и энергии частицы, а также атомного номера, средней энергии ионизации атомов и их
концентрации.
Если параллельный пучок α-частиц одинаковой энергии летит в веществе вдоль оси X , то
зависимость между потоком F (числом частиц, проходящих через данную поверхность в единицу
времени) и величиной пройденного пути X изображается кривой I на рис. I.
На протяжении значительной части пути интенсивность потока не меняется. Затем, когда скорость α-
частицы приближается к нулю, интенсивность резко падает. α-частицы одинаковой энергии теряют
свою энергию приблизительно на одинаковом пути x0, длина которого зависит от энергии частицы.
Для энергии 5 МэВ в воздухе x0≈5 см, а в плотных телах - в тысячи раз меньше. Например, лист
бумаги полностью задержит α-частицы.
Для β-частиц аналогичная зависимость изображена кривой 2 на рис. I. Кривая для β-частиц иная,
потому что электроны имеют различные начальные скорости и к тому же электроны, пролетая мимо
атомов, не только отдают им часть своей энергии, но часто испытывают значительное рассеяние. Уже
при небольших х часть электронов выбывает из пучка; это в основном те электроны, которые имели
малую начальную скорость. Поэтому вблизи х=0 поведение кривой похоже на поведение
показательной функции. Однако дальше кривая достигает оси абсцисс, интенсивность становится
равной нулю при определенной величине хQ, зависящей от граничной энергии Еmах β-спектра. Пробег
β-частиц до остановки значительно больше, чем α-частиц; он может составлять примерно 10 м в
воздухе или несколько миллиметров в алюминии. Пробег растет с ростом энергии; зная эту
зависимость, можно по измеренному пробегу найти энергию частиц. В различных веществах с
близким атомным номером величина пробега X0 различна при одинаковой энергии лишь вследствие
различия плотности. Поэтому предпочитают пробег выражать величиной d0=ρx0 (массой поглотителя
на единицу площади), где d0 - пробег в г/см2 , x0 - пробег в см, ρ - плотность вещества в г/см3.
Эмпирически установлена зависимость между максимальной энергией β-частиц в МэВ и пробегом do
в г/см2:
Emax=1,85(d0+0,133) (2)
Формула справедлива для алюминия и других веществ с близким атомным номером для энергий
больше 0,8 МэВ ( d0 > 0,3 г/см2).
При одинаковой энергии пробег α-частиц примерно в тысячу раз меньше, чем β-частиц. Главная
причина этого различия заключена в том, что тяжелые α-частицы имеют меньшую скорость,
поэтому, пролетая мимо атомов, дольше взаимодействуют с его электронами и могут сообщить им
необходимый для ионизации импульс с большего пролетного расстояния. Поэтому α-частицы
создают больше ионов на единицу пути и быстрее тормозятся.
Электроны, пролетая вблизи атомного ядра, движутся ускоренно и поэтому могут испускать
коротковолновое электромагнитное излучение, называемое тормозным, или рентгеновским,
