Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 79 стр.

UptoLike

Составители: 

- 78 -
Таблица 4.1. Сравнение
ε
и Е
. .
Вещество t
0
, г/см
2
ε ,МэВ Е
. .
, МэВ
Воздух 37.1 81 40
Углерод 43.3 77 38.5
Свинец 6.4 7.4 15
Например, для воздуха
ε
> Е
.
, а для свинца
ε
< Е
.
.
Предельные выражения для тормозного излучения и процесса
образования пар можно использовать при выполнении обоих этих
условий. Поскольку в легких веществах (воздухе, углероде)
ε
> Е
.
,
то при энергиях частиц E
.
<Е <
ε
нужно учитывать ещё
ионизационные потери электронов. В тяжелых веществах Е
.
. >
ε
, и
поэтому при энергиях частиц Е < Е
.
необходимо учитывать и
другие процессы взаимодействия фотонов с веществом
(комптоновское рассеяние и фотоэффект).
4.2. Рассеяние электронов
Кроме энергетической проблемы взаимодействия электронов и
фотонов с веществом существует еще и геометрическая проблема,
возникающая из-за рассеяния частиц при взаимодействиях. В каждом
акте тормозного излучения, рождения пары или рассеяния при
столкновении с электронами и ядрами атомов среды частицы
отклоняются от своего первоначального направления.
Изменение направления движения электрона при тормозном
излучении так же, как и угол разлета электронно-позитронной пары,
определяется формулой
.
2
E
cm
e
T
=
θθ
При прохождении электроном слоя вещества акты кулоновского
рассеяния на ядрах происходят многократно. В результате на пути t
возникает некоторый средний угол многократного рассеяния
,7,0
0
2
t
t
E
Е
s
==
θθ
где Е
s
= 21 МэВ.
И тот, и другой угол зависят от энергии частицы одинаково
(1/Е). Однако по величине они могут сильно различаться. Сравним их
величины на пути в одну радиационную единицу (t = 1 t
0
):
                  Таблица 4.1. Сравнение ε и Еп.экр.

   Вещество                t0, г/см2            ε ,МэВ   Еп.экр., МэВ
   Воздух                    37.1                  81         40
   Углерод                   43.3                  77        38.5
   Свинец                     6.4                  7.4        15

    Например, для воздуха ε > Еп.экр, а для свинца ε < Еп.экр.
Предельные выражения для тормозного излучения и процесса
образования пар можно использовать при выполнении обоих этих
условий. Поскольку в легких веществах (воздухе, углероде) ε > Еп.экр,
то при энергиях частиц      Eп.экр <Е < ε нужно учитывать ещё
ионизационные потери электронов. В тяжелых веществах Еп.экр. > ε, и
поэтому при энергиях частиц Е < Еп.экр необходимо учитывать и
другие    процессы    взаимодействия    фотонов     с   веществом
(комптоновское рассеяние и фотоэффект).

                           4.2. Рассеяние электронов

    Кроме энергетической проблемы взаимодействия электронов и
фотонов с веществом существует еще и геометрическая проблема,
возникающая из-за рассеяния частиц при взаимодействиях. В каждом
акте тормозного излучения, рождения пары или рассеяния при
столкновении с электронами и ядрами атомов среды частицы
отклоняются от своего первоначального направления.
      Изменение направления движения электрона при тормозном
излучении так же, как и угол разлета электронно-позитронной пары,
определяется формулой
             me c 2
θ п = θT ≈          .
              E

    При прохождении электроном слоя вещества акты кулоновского
рассеяния на ядрах происходят многократно. В результате на пути t
возникает некоторый средний угол многократного рассеяния
                    Еs
                                где Еs = 21 МэВ.
                          t
θр =   θ р2 = 0,7           ,
                    E    t0

     И тот, и другой угол зависят от энергии частицы одинаково
(∼1/Е). Однако по величине они могут сильно различаться. Сравним их
величины на пути в одну радиационную единицу (t = 1 t0):



                                       - 78 -