Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 76 стр.

импульса. Вероятность трехфотонной аннигиляции ~ α3, т.е.
существенно меньше (в 1/I37 раз), чем двухфотонной. В среднем
трехфотонная аннигиляция осуществляется в ( 0,2 - 0,3) % случаев.
    Если аннигиляция происходит "на лету", т.е. в случае, когда
позитрон еще не потерял скорость, то фотоны разлетаются под
углом, причем угол разлета фотонов зависит от их скорости. При
больших энергиях аннигилирующих позитронов возникшие фотоны
испускаются преимущественно "вперед" и "назад" относительно
направления движения позитрона. Фотон, летящий вперед, уносит
большую часть энергии позитрона. На долю же фотона, летящего
назад, остается минимальная энергия, т.е 0,511 МэВ. Поэтому при
прохождении быстрых позитронов через вещество образуется пучок
гамма-квантов, летящих в одном направлении, что используется для
получения монохроматических пучков фотонов высокой энергии.
    Позитрон – стабильная частица, в вакууме она существует
бесконечно долго,      но в веществе позитрон очень быстро
аннигилирует. Среднее время жизни позитрона по отношению к
процессу аннигиляции в твердых веществах составляет τ ~ 10-10 c, а в
воздухе при нормальных условиях τ ~10-5 c.
    Иногда аннигиляция идет через промежуточный этап, через
образование связанного состояния электрона и позитрона, которое
называется позитронием. Позитроний, в котором спины позитрона и
электрона антипараллельны (парапозитроний), аннигилирует в два
гамма-кванта со временем жизни τ ~ 1,25 10-10 c. Позитроний с
параллельными спинами частиц (ортопозитроний) образует три
гамма-кванта со временем жизни τ ~ 1,4 10-7c.
    Явление аннигиляции позитронов сейчас широко используется
для исследования свойств элементарных частиц. На встречных пучках
позитронов и электронов в вакууме камеры ускорителя происходит
процесс аннигиляции, в котором выделяется точно определенная
энергия. Точечность взаимодействия и знание его энергии
используется     для    доказательства существования кварков и
определения их массы.

Вопросы и задачи к главе 3

    1. Монохроматический пучок фотонов при прохождении
алюминиевой пластины толщиной 2,9 см ослабляется в 2,6 раза.
Определить τ, µ и σ.
    2. Во сколько раз ослабится поток фотонов с энергией 1 МэВ при
прохождении 10 см алюминия, если рассчитанное на один электрон
эффективное сечение комптон-эффекта равно 0,2 барна?
    3. Определить ослабление потока фотонов с энергией 2,62 МэВ


                               - 75 -