Взаимодействие прямоионизирующих излучений с веществом Упругое рассеяние

Взаимодействие прямоионизирующих излучений с веществом

Упругое рассеяние Едо = Епосле Неупругое рассеяние Едо Епосле Поглощение частицы X + a K* Y + b, X ( a, b ) Y.

ПРЯМОИОНИЗИРУЮЩИЕ Заряженные частицы тяжелые ( , p, d, t) и легкие (е+, е). Электромагнитные излучения ( - и рентгеновские кванты). Нейтроны.

Для частицы: масса, заряд, энергия. ВАЖНЕЙШИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Для вещества: плотность, атомный номер (заряд рассеивающего центра), средний ионизационный потенциал.

Полный пробег (Rmax) Удельные потери энергии (-d. E/dx)ион + (-d. E/dx) = (-d. E/dx)рад + (-d. E/dx)яд

Тяжелые заряженные частицы (-d. E/dx)рад + (-d. E/dx) = (-d. E/dx)ион + (-d. E/dx)яд

Взаимодействие заряженных частиц с веществом. удельные потери энергии (-d. E/dx) полный пробег (Rmax) (-d. E/dx)ион (-d. E/dx) = + (-d. E/dx)рад + (-d. E/dx)яд

Взаимодействие тяжелых заряженных частиц с веществом. (-d. E/dx)рад + (-d. E/dx) = (-d. E/dx)ион + (-d. E/dx)яд

Тяжелые заряженные частицы Формула Бора для нерелятивистской частицы 4 z 2 e 4 n e -(d. E/dx)и = m ev 2 -(d. E/dx)и ~ 2 mev 2 · ln I z 2 ne v 2

Кривая Брэгга Зависимость удельной ионизации от глубины проникновения пик Брэгга

Частица Энергия Уд. иониз Rö Rö 8 кэ. В 200 кэ. В 145 80 Rö n n 1 Мэ. В 25 Мэ. В 12 Мэ. В 400 кэ. В 15 11 8 300 1000 5 Мэ. В 4500

Формула Бора для нерелятивистской частицы v 2 = 2 E/M, (E=Mv 2/2) 2 z 2 e 4 M ne -(d. E/dx)и = · ln m e. E -(d. E/dx)и ~ z 2 M ne E 4 m e. E IM

Расстояние, пройденное частицей в ве-ве, называется линейным пробегом частицы (R) Массовый пробег частицы: Rm = R

Пробег -частиц в воздухе 9 см в биологических средах 100 микрон. Альфа-лучи полностью поглощаются листом бумаги, одеждой или слоем алюминия толщиной 70 мкм. Протоны (5 Мэ. В) в алюминии = 60 мкм, -частицы (5 Мэ. В) в алюминии = 23 мкм.

Взаимодействие легких заряженных частиц с веществом. (-d. E/dx)рад + (-d. E/dx) = (-d. E/dx)ион + (-d. E/dx)яд

Легкие заряженные частицы Формула Бора для нерелятивистской частицы -(d. E/dx)и = 4 z 2 e 4 n e m ev 2 · ln -(d. E/dx)и ~ z 2 ne v 2 -(d. E/dx)и ~ z 2 M ne E m ev 2 2 I

Легкие заряженные частицы Радиационные потери -(d. E/dx)р = E 0 e-x. L L Iт Z 2 /М 2 (d. E/dx)р / (d. E/dx)и EZ/800

Траектория движения электрона в веществе – ломаная линия Эффективный пробег

= 0 e - d d 12= ln 2/

Пробег электронов (2 Мэ. В) в алюминии - 2, 5 мм в воздухе - 8, 7 метра в мягких биологических тканях 1 см

Особенности взаимодействия позитронов с веществом + e e- + e- → γ + γ (Eγ=0, 511 Мэ. В) e+

Защита от бета-излучения Экраны из «легких» материалов: ü алюминий ü стекло ü различные виды пластика

ЛИТЕРАТУРА ü Савельев И. В. Курс общей физики т. 5. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. М. , "Аст-Пресс", 2005, 368 с. ü Ю. М. Широков, Н. П. Юдин Ядерная физика. М. , «Наука» . 1990 г. 671 с ü Яворский Б. М. , Детлав А. А. , Ю Лебедев А. К. Справочник по физике для инженеров и студентов. М. , "Оникс, мир и образование", 2006, 1056 с.