Лекция 3 Формула Бете – Блоха классический радиус электрона. С – функция, учитывающая эффект атомных оболочек При поправка кв. эл-динамики высшего порядка
Единицы измерений
─ это число атомов поглотителя на 1 грамм веса. Вещество сложного состава
Майлар Единицы измерений: C 10 H 8 O 4
Удельные потери энергии на атом вещества.
Пробег частицы в веществе:
Протон, дейтрон, тритон. пробег, масса, энергия частицы (d, t) пробег, масса, энергия протона
Известен пробег Rm частицы z, m; ищем пробег Rm 1 частицы z 1, m 1. если
Пробег -частиц в воздухе Сравнение с аргоном:
Выбывание заряженных частиц за счет взаимодействий с ядрами среды Адроны Лептоны (m) xair=25 cm=6. 75. 1020 cm 2 Пробег частицы с энергией 50 Me. V в аргоне 0. 29 g/cm 2=4. 35. 1021 cm 2
Пробег частицы с энергией 200 Me. V в кремнии
Пробег тритона с энергией 200 Me. V в кремнии
Прохождение атомных ядер в веществе Источники быстрых атомных ядер Особенности прохождения в веществе: - непостоянный заряд ионов.
Ядра гелия, частицы. Кривая Брэгга: зависимость удельной ионизации частиц от длины пути, пройденного в воздухе. Начальная энергия E 0=7, 69 Мэ. В ( -линия 214 Ро).
Зависимость удельных потерь от энергии тяжелых ионов. v 0=2, 19. 108 см/с – скорость электрона на боровской орбите.
Характерные энергии ионов при их движении в веществе, Мэ. В. Ион 0. 025 0. 30 3. 36 10. 8 1. 00 47. 0 324 2. 16 256 1900 3. 40 692 10000 5. 95 2460 50000
Зависимость от энергии тормозной способности ионов в веществе. Тормозная способность d. E/dx нормирована умножением на 1/Z 2. Вещество алюминий.
Особенности прохождения электронов в веществе Рассеяние частиц одинаковой массы Обменный эффект при е-е рассеянии (эффект неразличимости) Эффект отражения Тормозное излучение
Поглощение электронов в алюминии
Экстраполированный пробег электронов в различных материалах.
Пробег мюонов в горной породе
Радиационное торможение электронов Для любой частицы: Из-за малой величины массы электрона эффект тормозного излучения у него большой; менее существенно тормозное излучение мюона.
Механизм возникновения тормозного излучения Поле электрона, движущегося мимо ядра Z, A со скоростью e v Z Перейдем в систему покоя электрона. От ядра к электрону идет плоская электромагнитная волна, которая испытывает рассеяние на электроне. Рассеянная волна представляет собой тормозное излучение.
Теория n – концентрация атомов среды – количество атомов в единице объема. N(n) Te Ренг. трубка N(n)~1/n re – классический радиус электрона, - постоянная тонкой структуры. hn Интенсивность излучения максимальна в направлении, перпендикулярном вектору скорости электрона.
Вообще, Zmed. е – заряд ядер среды. zе, m – заряд и масса частицы.
электроны радиационное излучение При ионизация Te= Tcritical потери на излучение равны потерям на ионизацию.
При Рассматривая только радиационное торможение, получаем величину средней энергии электрона после прохождения слоя вещества толщиной х: X 0 - радиационная длина.
Потеря энергии в одном акте торможения hn Спектр излучения «белый» . При Те>Tcrit электрон в среднем испускает oдин тормозной квант с энергией порядка Те на пути длиной в одну радиационную длину.
Радиационные длины и критические энергии
Скачать презентацию Лекция 3 Формула Бете Блоха классический радиус
three-energy_loss14.pptx