Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 27 стр.

      2. При одной и той же энергии электронов и тяжелых частиц в
нерелятивистском случае удельные потери энергии пропорциональны
массе частиц. Следовательно, для протонов они почти в 2000 раз
больше, чем для электронов. Это очень важно для методов
регистрации частиц. Например, в ядерных эмульсиях протоны с
энергией 5 МэВ оставляют отчетливый след, тогда как электрон такой
же энергии практически незаметен.
    3. При очень высоких энергиях все по-другому. При V~c член
перед скобкой не меняется. Становится существенной зависимость от
 1− β 2  под логарифмом. Поэтому при ультрарелятивистских
скоростях величина dE/dx слабо зависит и от энергии, и от массы
частицы. Например, при кинетической энергии электрона и протона,
равных 10 ГэВ потери энергии электронами в ≈ 2 раза превышают
потери энергии протонами (при различии их масс в 2000 раз).

                     2.4 . Пробег заряженных частиц в веществе

     Потеряв всю энергию, частица останавливается. Расстояние,
пройденное частицей в веществе, называется пробегом. На этом пути
заряженная частица изменяет свою энергию от начального значения E0
до нуля в результате разных механизмов взаимодействия, основным из
которых для области энергий до 100 МэВ являются ионизационные
потери. Поэтому понятно, что величина пробега зависит от массы,
заряда, энергии частицы и характеристик среды.
Пробег R частицы с начальной энергией        Е0 можно определить
выражением
R = ∫ dx =    ∫E  dE  =      ∫ dE .
    R         0               E0
                   dE              dE
                0−   
                  dx 
    0                          0
                                   dx

      Для нерелятивистских частиц dE= d (                      )=MVdV, а
                                                          MV 2
                                                            2
dE 4πe 4 z 2             2meV 2                            z2
   =    ⋅ 2 ⋅ ne ⋅ [ln            − β 2 −δ − u       ]   ~ 2 ⋅ρ .
dx   me V              I (1 − β )
                               2
                                                          V

    Оценим теперь, как пробег зависит от параметров частицы и
среды:

        ∫                     ρ ⋅ z2 ∫
                                                       . Из этого соотношения можно
             MVdV              M                MV 4
R ~                       =            V 3
                                           dV ≈
            ρ ⋅ z2                              z2 ⋅ ρ
                     V2
сделать ряд полезных выводов:
    1. При равных скоростях пробеги частиц прямо пропорциональны
их массам и обратно пропорциональны квадратам зарядов.


                                            - 26 -