Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 14 стр.

надо, чтобы при взаимодействии с пролетающей мимо заряженной
частицей этот электрон получил кинетическую энергию Те
большую, чем энергия связи его с атомом, т.е. Те > εСВ.
Определим минимальную кинетическую энергию Е и скорость V
пролетающей частицы, необходимые для ионизации атома среды.
      Пусть пролетающая частица имеет массу           М >> me и
кинетическую энергию Е= ½ М V . Так как максимальная энергия,
                                     2.

которая может быть передана этой частицей электрону при
упругом столкновении Te = E· 4meM / (M+me)2, то при         M >> me
наибольшая энергия, получаемая электроном, будет Те ~ E ·4me/ M.
Чтобы электрон смог покинуть этот атом, необходимо, чтобы Те >
εсв, т.е. E · 4 me/ M > εсв. Отсюда получаем соотношения E > εсв· М /
me и V2 > vорб2.
       Если энергия, передаваемая электрону Те >> εсв , т.е. энергия
пролетающей частицы Е >> εсв·М / me , то все электроны атома
могут рассматриваться свободными и покоящимися по сравнению
с быстро летящей частицей. Какова же должна быть энергия
частицы, чтобы выполнялось это условие?           Найдем, например,
энергию протона, который имеет скорость V = 4,6 108 см/с, т.е.
равную 2 vорб для атома водорода: Ер = MV2/2 ~100 КэВ. Протон с
Ер>100 КэВ может ионизовать атом водорода, но лишь при энергии
протона Ер>>100 КэВ, можно пренебречь связью электронов с ядрами
атомов водорода и считать их свободными.

     2.2. Ионизационные потери тяжелых заряженных частиц
       Ионизация вещества - явление исключительное по своему
значению для экспериментальной ядерной физики и физики высоких
энергий, поскольку оно лежит в основе действия большинства
детекторов заряженных частиц. Путем регистрации ионизации были
открыты естественная радиоактивность и космические лучи, впервые
наблюдены реакции расщепления атомных ядер.
     В результате возбуждения и ионизации быстрыми заряженными
частицами атомов вещества детектора и последующего усиления
слабого первоначального ионизационного сигнала возникает
наблюдаемый макроскопический ионизационный эффект. Измерения
этого ионизационного эффекта, как и времени пролета, а также
переходного и черенковского излучений широко используются для
идентификации заряженных частиц и интерпретации экспериментов.
    Основные закономерности, описывающие ионизационные потери
энергии тяжелыми заряженными частицами, можно получить из
сравнительно простых качественных соображений, основанных на
классических представлениях. Впервые эти закономерности были


                                - 13 -