Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 24 стр.

UptoLike

Составители: 

- 23 -
где α = 1/137 -постоянная тонкой структуры . В таблице 2.2 приведена
граничная энергия для протонов и α-частиц в нескольких средах.
Уменьшение потерь энергии при малых энергиях частицы
соответствует левому "завалу" кривой ионизационных потерь (АВ), и в
формуле Бете-Блоха учитывается последним членом u в квадратных
скобках.
При рассмотрении ионизационного торможения тяжелых
заряженных частиц (ионов атомов) нужно учитывать явление
перезарядки, связанное с захватом частицей электронов среды и их
потерей. Этот эффект становится существенным при скоростях
частицы, сравнимых со скоростями орбитального движения
электронов (АВ).
Таблица 2.2. Граничная энергия для протонов и α-частиц
Вещество Е для протонов, МэВ
Е для α-частиц ,
МэВ
Углерод 0,9 3,6
Алюминий 4,2 16,9
Медь 21,0 84,4
3ависимость ионизационных потерь от параметров среды
1. Положение максимума кривой (В) определяется E для каждой
среды, так как E ~Z
2
.
2. Удельные ионизационные потери энергии пропорциональны
плотности электронов в среде:
.
e
nZn
dx
dE
=
В 1 см
3
среды содержится электронов n
e
= Z n =
ρρ
=
A
Z
NZ
A
N
A
A
,
где N
A
число Авогадро, Z и A заряд и атомный вес среды, а ρ
плотность среды.
Для легких веществ .5.0
A
Z
Следовательно, для этих сред
получается простая зависимость
dx
dE
~ ρ г/см
3
. Это обстоятельство
побудило ввести в обиход массовую единицу длины xρ, размерность
где α = 1/137 -постоянная тонкой структуры . В таблице 2.2 приведена
граничная энергия для протонов и α-частиц в нескольких средах.
       Уменьшение потерь энергии при малых энергиях частицы
соответствует левому "завалу" кривой ионизационных потерь (АВ), и в
формуле Бете-Блоха учитывается последним членом u в квадратных
скобках.
      При рассмотрении ионизационного торможения тяжелых
заряженных частиц (ионов атомов) нужно учитывать явление
перезарядки, связанное с захватом частицей электронов среды и их
потерей. Этот эффект становится существенным при скоростях
частицы, сравнимых        со скоростями орбитального движения
электронов (АВ).

        Таблица 2.2. Граничная энергия для протонов и α-частиц


       Вещество           Егр для протонов, МэВ     Егр для α-частиц ,
                                                          МэВ
Углерод                             0,9                    3,6
Алюминий                            4,2                   16,9
Медь                               21,0                   84,4

    3ависимость ионизационных потерь от параметров среды
    1. Положение максимума кривой (В) определяется Eгр для каждой
среды, так как Eгр~Z2.
    2. Удельные ионизационные потери энергии пропорциональны
плотности электронов в среде:
dE
   ∝ Znат = ne .
dx
В    1 см3      среды     содержится электронов        ne= Z nат =
NA               Z
   ⋅ ρ ⋅ Z = NA ⋅ ⋅ ρ ,
A                A
где NA – число Авогадро, Z и A – заряд и атомный вес среды, а ρ–
плотность среды.
    Для легких веществ      ≈ 0.5. Следовательно, для этих сред
                          Z
                          A
получается простая зависимость       ~ ρ г/см3. Это обстоятельство
                                  dE
                                  dx
побудило ввести в обиход массовую единицу длины xρ, размерность


                                 - 23 -