12. Образование дельта-электронов. Импульсная диаграмма. Максимальная энергия дельта-электрона. Флуктуации потерь.
Формула Бете-Блоха позволяет найти средние потери заряженных частиц. Для тонких поглотителей имеются сильные флуктуации вокруг средних потерь энергии.
Отклонение от наиболее вероятных потерь энергии:
где |
ξ=2 πN A re2 me c2 z2 |
Z |
|
1 |
ρx=κρx . |
|
|
||||
|
|
A β2 |
|||
ΔE – потери энергии в слое толщиной x; ΔEW – наиболее вероятные потери энергии; ρ – плотность в г/см3;
x – толщина поглотителя в см.
Флуктуации Ландау (1944 г.) для потерь энергии связаны с очень большими передачами энергии электронам атома.
λ= |
ΔE− ΔEW |
, |
|
ξ |
|
Если налетающая частица передает электрону достаточно большую энергию, то впоследствии этот электрон будет вызывать дальнейшую ионизацию. Такие электроны называются δ-электронами.
Процесс образования δ-электронов можно рассматривать как рассеяние тяжелой заряженной частицы на свободном электроне. Такой процесс соответствует следующей импульсной диаграмме:
АВ – исходный импульс частицы Точка О делит отрезок АВ в отношении масс частиц.
Окружность радиуса ОВ. θ – угол рассеяния
Тогда AD – импульс рассеянной частицы
Из рисунка следует, что угол ψ вылета δ-электрона заключен в пределах 0 ≤ ψ ≤ 90о, а его энергия изменяется в зависимости от угла в соответствии с:
|
4 me M |
2 |
T = |
|
T cos ψ . |
|
||
e |
( M +m )2 |
|
|
e |
|
Максимальное значение энергии δ-электрон получает при выбивании его вперед (ψ = 0):
(T ) = |
4 me M |
|
T≈ |
4 me |
T |
(M+me )2 |
|
||||
e max |
|
M |
|||
13. Рассеяние на ядре атома, многократное рассеяние. Среднеквадратичный угол рассеяния.
θср. кв .=√∑(θ−θi )2
N
14. Тормозное излучение, его сечение, потери энергии, радиационная длина, критическая энергия.
Быстрые заряженные частицы помимо ионизационных потерь теряют энергию на взаимодействие с кулоновским полем ядер и электронов среды, через которую они движутся. Если заряженные частицы замедляются в кулоновском поле ядра, то часть их кинетической энергии будет испущена в виде фотонов (тормозное излучение — ТИ).
Оно лежит в основе рентгеновского излучения и γ-излучения, испускаемого быстрыми электронами при прохождении через вещество.
Характеристики:
•беспороговый процесс
•тормозное излучение испускает любая быстрая заряженная частица.
Радиационная длина Lr определяет пробег электрона, на котором его энергия убывает в е раз из-за тормозного излучения.