Пробеги заряженных частиц в веществе

Если скорость движения частицы с зарядом 2 в среде больше, чем где Уо — скорость электрона на первой орбите атома водорода, равная 2,19 10 см/с, то частица движется в веществе, не захватывая электронов. Ее кинетическая энергия расходуется в основном на ионизацию и возбуждение вещества. При скорости частицы меньше частица захватывает электроны среды. Заряд движущейся частицы, захватившей электроны, носит название равновесного заряда. Равновесный заряд частицы уменьшается по мере уменьшения ее скорости. При одной и той же скорости равновесный заряд тем меньше, чем больше I вещества. Это приводит к тому, что потери энергии на единице длины в веществе с большим 2 оказываются меньше, чем в веществе с малым 2. Поэтому пробег иона определенной энергии в веществе с большим 7 оказывается больше. Например, пробег иона Ва с энергией 58 МэВ в мишени из тантала равен (5,7 0,5) мг/см , а в мишени из ниобия равен (3,9 0,3) мг/см . [c.65]

Другим преимуществом нейтронных реакций является возможность использования бомбардируемых мишеней большой толщины. В самом деле, нейтроны, вследствие отсутствия электрического заряда, не взаимодействуют электрически ни с атомными ядрами, ни с электронами атомных оболочек и могут проходить поэтому сквозь толстые слои вещества. Заряженные же частицы, проходя через вещество, непрерывно теряют энергию в результате взаимодействия с электронами атомов среды, т. е. затрачивают энергию на ионизацию атомов среды. Поэтому пробег заряженных частиц в веществе гораздо меньше пробега нейтронов. Потеряв энергию в результате ионизующих столкновений, заряженные частицы останавливаются и превращаются, захватив электрон, в нейтральные атомы. [c.86]

Заряженные частицы (электроны, а-частицы, протоны и др.), взаимодействуя с атомами и молекулами облучаемого вещества, ионизируют их, образуя положительно и отрицательно заряженные ионы. При ионизации сами заряженные частицы теряют свою энергию, приходя в тепловое равновесие с веществом. Расстояние, прощедшее частицей до этого момента, называется длиной пробега в данном веществе, который тем меньше, чем больше заряд и масса частиц. [c.95]

АЛЬФА-ЧАСТИЦА (а-частица) - частица, идентичная ядру атома гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов, имеет заряд 2+, массовое число 4. А.-ч. испускаются при а-распаде радиоактивных изотопов различных элементов. При прохождении через вещество А.-ч. сильно ионизирует атомы среды, быстро теряет свою энергию, имеет очень малую длину свободного пробега, что в значительной степени зависит от природы поглощающего А.-ч. вещества. А.-ч. используют для осуществления целого ряда ядерных реакций. [c.20]

Зная зависимость тормозной способности данного вещества от энергии частицы, можно вычислить длину пробега частицы с зарядом г и массой т в веществе с атомным номером 2, замедлившейся от начальной энергии Ео до конечной энергии Е. [c.64]

Полупроводниковые детекторы. Они работают на принципе, аналогичном газовым детекторам. В веществе детектора со сравнительно низкой проводимостью создается электрическое поле. Когда заряженная частица проникает в рабочий объем детектора, она затрачивает энергию на образование электроннодырочных пар. Под действием электрического поля образующиеся заряды собираются на электродах, давая на нагрузке импульс, амплитуда которого пропорциональна энергии, потерянной в рабочем объеме детектора. Если пробег частицы полностью укладывается в пределах рабочего объема, то амплитуда импульса пропорциональна полной энергии частицы. [c.30]

Бредли [28] и Дей [29] вместо металлизации предложили радиоактивный метод защиты от электростатических помех. Для этого внутрь оболочки весов помещается небольшое количество радиоактивного препарата, предпочтительно с а- или Р-излучением, которое лучше всего ионизирует газ. Ионизация (газа делает его электропроводным и, в связи с этим, заряды, возникающие на весах и на их оболочке, получают возможность стекать через ионизированный газ. Казалось бы, этот метод хорош, однако для эффективного удаления зарядов требуются довольно мощные источники радиоактивности (несколько милликюри), что само по себе нежелательно, так как создает существенную опасность при работе с такими весами. Кроме того, большинство радиоактивных препаратов, особенно с а-излучением, распадаясь, дают эманации, которые, распространяясь по всей весовой установке и распадаясь в свою очередь, постепенно загрязняют всю установку радиоактивными веществами. И, наконец, метод совершенно не применим для вакуумных весов. В этих случаях, если длина пробега а- или Р-частиц превышает размеры оболочки весов (обычно это вакуум порядка 10" мм рт. ст. и меньше), то иониза-зация остаточного газа становится недостаточной и уже не в состоянии обеспечить стекание или нейтрализацию образующихся зарядов. Более того, сами заряженные а- или Р-частицы, попадая на стенки оболочки весов или на сами весы, поглощаются ими и создают на их поверхности дополнительные заряды, т. е. вместо удаления зарядов этот метод приводит к тому, что все устройство начинает действовать как радиоактивный электростатический генератор, создающий электростатические заряды. Потенциал этих зарядов, при достаточной мощности радиоактивного препарата, может достигать десятков тысяч и более вольт. Автор наблюдал, как, в случае такой защиты от электростатических помех с Р-активным препаратом, коромысло кварцевых весов в вакууме около 10 мм рт.ст. очень быстро ложилось на ограничитель поворота, а чашки с исследуемым веществом и противовесом, подвешенные на длинных подвесках, прочно приклеивались к стенкам стеклянных трубок, в которых они находились. Более того, через некоторое время отдельные места стеклянной оболочки весов стали светиться и между этими местами стали проскакивать искры электрических разрядов длиной до 20—30 мм. [c.220]

Пробеги тяжелых заряженных частиц. Любой ион, движущийся с большой скоростью через вещество, растрачивает энергию таким же путем, как протоны и а-частицы. Как уже известно, при данной скорости заряженной частицы удельные потери энергии (удельная ионизация) пропорциональны квадрату положительного заряда иона ). Вследствие этого а-частицы и протоны равной скорости имеют почти одинаковые пробеги, ибо а-частица в 4 раза быстрее теряет энергию, но ее начальная энергия как раз во столько же раз больше. [c.103]

Поглощение электронов. Взаимодействие между электронами (или /3-частицами, как их называют в том случае, когда они являются продуктами радиоактивного распада) и веществом приводит к тем же процессам ионизации и возбуждения, т. е. к той же постоянной потере энергии /3-частицей. Благодаря небольшой мессе и единичному отрицательному заряду каждый раз. когда свободный электрон приближается к орбитальным электронам, он отклоняется от своего пути. Отклоняется он и положительно заряженными ядрами атомов. В результате этих процессов путь электрона очень трудно определить в отличие от четкого и прямого пути а-частицы. Из-за сложности траектории глубина проникновения электронов в вещество меньше, чем истинная длина пробега (рис. 1.3). [c.13]

Общий заряд, переносимый потоком заряженных частиц в единицу времени, можно определить разными методами. Энергия частиц обычно известна или может быть определена по длине свободного пробега частиц или масе-спектрометрнчески. Поэтому легко пайти поток и интенсивность иучка заряженных частиц. Заряженные частицы с большей скоростью теряют свою энергию в веществе. Поглощенную дозу можно измерить с помощью ионизационной камеры. [c.337]

Разброс пробегов. Выражение (5) определяет лишь средние значения величин удельных потерь энергии. В действительности имеют место флуктуации как в потере энергии при одном соударении, так и в числе соударений на единице пути частицы в веществе. Флуктуации в доле энергии, теряемой при одном соударении, делаются больше при относительно малых скоростях ионов в тех энергетических областях, где превалирует механизм ядерных потерь и где играют роль процессы попеременного захвата и потери электронов (флуктуация заряда). Кроме того, в результате упругого рассеяния частица отклоняется от линейной траектории, и ее реальный путь в веществе оказывается больше пробега, измеряемого в направлении первоначального движения. Б результате всех этих процессов тождественные вначале заряженные частицы, образующие падающий на поглотитель моноэнергетический пучок, имеют не совсем одинаковые пробеги. В действительности наблюдается некоторое распределение пробегов (см. рис. 18). Количественно оно характеризуется разбросом пробегов S ( страгглингом ) эта величина представляет собой разность между средним и экстраполированным пробегами. Для протонов с, Ей = 8— [c.106]

Действие ионизирующей радиации на живые организм ы, Р1злучения, электромагнитные (лучи Рентгена и гамма-лучи) и корпускулярных частпц (протоны, нейтроны и др.), попадая в ткани организма, теряют свою энергию, а живая материя претерпевает сложные превращения. Основным первичным физическим процессом такого взаимодействия являются ионизация и образование возбужденных атомов и молекул, заключающиеся в том, что квант энергии электромагнитных излучений или ядерная частица вырывает электрон из внешней оболочки атома или молекулы. Потеряв электрон, они становятся положительно заряженными ионами. Оторвавшийся электрон, несущий отрицательный заряд, присоединяется к другому атому или молекуле, которые также превращаются в отрицательно заряженные ионы. Так возникает пара ионов. Отсюда и название этого вида радиации— ионизирующая, т. е. вызывающая образование ионов при прохождении излучений через вещество. Пары ионов возникают на всем пути пробега кванта или частицы, и нейтральные атомы становятся заряженными. [c.193]