Потеря энергии а-частиц при прохождении через вещество

Потери энергии при прохождении через вещество для частиц нерелятивистских скоростей даются уравнением [140] [c.101]

Заряженные частицы при прохождении через вещество теряют свою энергию в результате различных процессов. В случае тяжелых заряженных частиц (протоны, дейтроны, а-частицы и т. д.) в диапазоне энергий, используемых в радиационной химии, потери энергии обусловлены главным образом упругими столкновениями с электронами атомов среды. Возможны также потери энергии на излучение и рассеяние. [c.13]

Линейная потеря энергии ЛПЭ —величина потери энергии па единицу пути при прохождении ионизирующей частицей через вещество, измеряется в эВ/А (табл. 44), [c.208]

ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ а-ЧАСТИЦ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЧЕРЕЗ ВЕЩЕСТВО [c.80]

Потеря энергии радиоактивной частицы при прохождении через вещество на единице длины пути, т. е.-- [c.125]

Процессы, вызывающие потери энергии. При прохождении через вещество а-частицы теряют энергию, главным образом в результате взаимодействия с электронами. Вследствие этого взаимодействия может произойти или диссоциация молекул, или возбуждение и ионизация атомов и молекул. Проще измерить ионизацию, и поэтому она наиболее часто используется для обнаружения а-частиц. Детали процесса ионизации и других явлений, связанных с прохождением а-частиц через вещество, легче исследовать в газах, чем в жидкостях или твердых телах, хотя во всех случаях процессы, по-видимому, аналогичны. Поэтому в основном будут рассмотрены явления, наблюдающиеся при прохождении а-частиц через газы. [c.92]

При прохождении через вещество энергия частиц падает. Процессы взаимодействия р-излучения с веществом во многих отношениях сходны с взаимодействием а-частиц с поглощающей средой. Различают ионизационные и радиационные потери энергии. Ионизационные потери связаны с процессами ионизации и возбуждения атомов окружающей среды. Преобладающую роль они играют при сравнительно небольших энергиях р-частиц. По сравнению с а-из-лучением процессы ионизации, вызываемые р-частицами, менее [c.406]

Отсутствие заряда у нейтрона обусловливает существенно различные характеристики прохождения через вещество потоков нейтронов и протонов проникающая способность первых во много раз выше, чем вторых, так как электростатическое взаимодействие протонов с элементарными частицами вещества приводит к значительной потере их энергии. [c.6]

Потеря энергии при прохождении электрона через вещество обусловлена процессом ионизации и излучением. Последнее возникает вследствие того, что ускорение или замедление заряженной частицы (в данном случае электрона) сопровождается испусканием квантов электромагнитной энергии. Потери вследствие тормозного излучения называются радиационными потерями. [c.114]

В 1911 г. Резерфорд, экспериментируя с а-лучами (корпускулярный поток ионов гелия гНе, несущих заряд -(-2 и движущихся со скоростью, несколько меньшей скорости света), генерируемыми радиоактивными веществами, обнаружил, что при их прохождении через очень тонкую металлическую фольгу часть а-частиц отклоняется под различными углами во всех направлениях. Он объяснял это тем, что внутри атомов находятся тяжелые частицы, масса которых равна или больше массы аНе. Выяснилось, что практически вся масса металла, другими словами — масса атомов, концентрируется в этих тяжелых частицах тем самым было признано существование ядер атомов. Путем подсчета потерь энергии а-частицами при их прохождении через вещество выяснилось, что эти потери пропорциональны порядковому номеру атома, или атомному номеру. Разработав теорию этого явления, Нильс Бор показал, что атомный номер непосредственно связан с числом электронов в атоме. [c.30]

Заряженные частицы, обладающие большой скоростью, проходя вблизи ядер атомов, могут затормозиться и испускать электромагнитное (тормозное) излучение. Энергия таких частиц по мере прохождения через вещество постепенно уменьшается (теряется). Скорость этих потерь — йЕ1(1х пропорциональна г Ь 1гг , где 2 и 2 соответственно заряд частицы и ядра, т — масса частицы. Таким образом, потери энергии излучением больше для легких частиц и у веществ с высокими атомными номерами. [c.39]

Р-Частицы при прохождении через вещество взаимодействуют с электронами и ядрами его атомов. Эти взаимодействия бывают упругими и неупруги-ми. При упругих взаимодействиях происходит перераспределение кинетической энергии между соударяющимися частицами и изменение направления движения (рассеяние), вследствие чего первичный пучок Р-частиц ослабляется. При неупругих взаимодействиях в случае столкновения Р-частиц с орбитальными электронами атома энергия расходуется на возбуждение и ионизацию атомов вещества (ионизационные потери), а при резком торможении Р-частиц кулоновским полем ядра—на тормозное рентгеновское излучение (радиационные потери). [c.22]

При прохождении через вещество а-частицы производят ионизацию и возбуждение молекул, теряя при этом соответствующее количество энергии. Эти потери, приводящие к торможению а-частицы, обусловливают длину пробега ее в облучаемой среде (табл. 4). [c.13]

Практически равны нулю, так как вероятность испускания кванта тормозного излучения обратно пропорциональна квадрату массы частицы. Для электронов, испускаемых радиоактивными элементами, радиационные потери составляют хотя и заметную, но все же небольшую долю от ионизационных потерь. Торможение заряженных частиц с энергией в несколько мегаэлектронвольт при прохождении их через вещество в основном обусловлено ионизацией и возбуждением атомов. [c.115]

Значительно меньшую долю своей энергии электроны тратят на второй вид взаимодействия — на неупругие столкновения с ядрами атомов. Этот процесс сопровождается рентгеновским излучением (тормозное излучение). Чем больше порядковый номер элемента и энергия электронов, тем больше радиационные потери при прохождении электрона через слой данного вещества. Отношение потерь энергии на излучение при прохождении через слой вещества (измеренного в граммах на квадратный сантиметр) к ионизационным потерям определяется приближенно величиной 2 /800, где величина Е выражена в мегаэлектронвольтах [6]. Таким образом, для электронов с энергией 1 Мэе зто отношение увеличивается от 0,125% для водорода до 1 % для кислорода и до 11% для радона. Если энергия Р-частицы 5 М в, то доля потерь энергии, приходящаяся на тормозное излучение, будет в пять раз больше. [c.280]

Прохождение излучений через вещество приводит в итоге к потере его энергии. До тех пор пока энергия частиц и квантов излучений больше энергии ионизации молекул и атомов, она затрачивается в основном на их ионизацию. [c.319]

Атомная теория взаимодействия р-частиц с веществом разработана только для случая настолько тонкой фольги, что при прохождении через нее энергия частиц фактически остается постоянной, а взаимодействие заключается только в изменении направления их движения (см., например, [257]). Если нельзя пренебречь потерями энергии, то проникновение частиц в вещество можно приближенно рассматривать как процесс диффузии [33, 34, 343]. Однако в такой теории возникают серьезные затруднения при учете влияния краевых эффектов. Поэтому вычисление ионизации, создаваемой р-излучением вне плоскости, ограничивающей большой однородный источник излучения, основанное на подробной атомной теории, наталкивается на громадные трудности. [c.49]

При прохождении через толстый слой вещества параллельный моноэнергетический пучок электронов в результате процессов взаимодействия со средой рассеивается, энергия электронов падает, появляются электроны с различной энергией, т. е. его моноэнергетичность нарушается. Одной из широко используемых характеристик электронов и всех других видов ионизирующих излучений является линейная потеря энергии (ЛПЭ) — энергия, теряемая ионизирующей частицей на единицу длины пробега. ЛПЭ измеряют в эВ/нм, Пример зависимости ЛПЭ от энергии электронов приведен в табл. 1.3. Функция ЛПЭ, по определению, представляет объемную потерю энергии в виде линейной. [c.24]

Взаимодействие а-частиц с ядрами (рассеяние и ядерные реакции) рассматривается в гл. X. Роль этих процессов в потере энергии а-частиц при прохождении последних через вещество весьма незначительна, если не превышает 100 Мэе. [c.92]

Электрон способен терять значительную долю своей энергии в результате одного соударения. Поэтому в случае электронов статистическое рассмотрение процессов потерь энергии значительно менее законно, чем в случае а-частиц, и разброс пробегов более существен. При прохождении вначале монохроматического пучка электронов через вещество этот разброс еще более увеличивается в результате резко выраженного рассеяния электронов в различных направлениях. Вследствие этого при данной толщине поглотителя, расположенного на пути электронного пучка, различные электроны могут на самом деле проходить существенно различные пути. Отклонение на большие углы вызывается в основном ядерным рассеянием, но потери энергии практически полностью обусловлены взаимодействием с электронами. [c.108]

Процессы, вызывающие потери энергии [23]. Удельная ионизация, вызываемая -лучами, примерно в 10—100 раз меньше, чем создаваемая электронами той же энергии. Поэтому пробеги у-лучей намного больше пробегов р-частиц. Средняя потеря энергии у-лучей при образовании одной пары ионов та же, что и в случае р-частиц в воздухе она равна 35 эе. Ионизация, наблюдаемая при прохождении у-лучей (и рентгеновских лучей) через вещество, почти целиком обусловлена вторичными процессами она связана с тремя рассматриваемыми ниже процессами. [c.112]

В качестве количественной характеристики актов взаимодействия излучения со средой обычно используют эффективные поперечные сечения взаимодействия или просто сечения о. Когда частица, имеющая энергию Е, проходит через слой вещества /, имеющий в 1 см п центров, с которыми может произойти взаимодействие данного типа, то произведение о Е)п1 представляет вероятность того, что данное взаимодействие произойдет. Величина о Е), имеющая размерность площади и зависящая от энергии частицы, называется полным поперечным сечением взаимодействия. Оно численно равно вероятности взаимодействия при прохождении падающей частицей мишени, в которой на 1 см приходится одна частица среды, и измеряется в единицах 10 2 м (устаревшая единица — барн — см ). При взаимодействии частица может потерять часть энергии и изменить направление движения, поэтому вводят дифференциальное сечение. Оно характеризует только одну из сторон взаимодействия — долю передаваемой энергии в интервале е,8+с е или угол изменения направления движения 0,0+ +с 0 и ф,ф+с ф в сферических координатах. Полное сечение о Е) определяется через дифференциальные сечения о Е,г,в,ц,) следующим выражением [c.15]

Как уже говорилось выше, скорость потери энергии ионизирующей частицы при прохождении через вещество на единицу длины пути характеризуется тормозной способностью среды, т. е.— (1Е1йх. В радиационной химии и радиобиологии эта величина называется линейной передачей энергии (сокращенно ЛПЭ) . Единицей ее измерения является кэб1мк. В радиационной химии величину ЛПЭ часто измеряют в эб/А. [c.22]

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]

В большинстве перечисленных источников эффективно действуют а-частицы различных энергий кроме того, во всех случаях некоторые частицы взаимодействуют с веществом мишени, только потеряв некоторую долю энергии при прохождении через нее. Поэтому никакие а-источники с толстой мишенью не могут дать монохроматических нейтронов. Экспериментально установлено, что верхний предел энергии нейтронов как от источников Ra-a— Ве, так йот Rn-v—Ве достигает 2 xMeV, а от источников Ро-а—Ве lOMeV [17, 113], но что большая часть нейтронов в первых случаях обладает энергиями 4—5 MeV, а в последнем случае — 2—3 MeV. Сильнейшие встречающиеся в практике радиохимии а-источники включают до 1200 тс радиоэлемента количества испускаемых на 1 тс нейтронов будут приведены в п. И. [c.42]

Теряя энергию, а-частицы в веществе будут создавать на своем с пути (трек) различное количество ионов и возбужденных молекул, например, а-частица полония-210, полностью замедляясь, создает > в воздухе около 150 тыс. пар ионов и довольно большое число воз-Обужденных молекул. Однако химические реакции, сопровождающие прохождение излучений через вещество, зависят не только от числа возникших активных продуктов, но и от их концентрации (особенно в треке), которая, в свою очередь, определяется скоростью потери энергии излучения в веществе. Скорость потери энергии выражается в единицах линейной потери энергии (ЛПЭ), которую можно определить как линейную скорость потери энергии (локально поглощенной) ионизирующей частицы, проходящей через данную среду [1 ]. Единица измерения величины ЛПЭ — обычно ки-поэлектронвольт на микрон кэв1мкм). В табл. 2.3 приведены некоторые средние пробеги и величины ЛПЭ в воздухе и воде для наиболее часто встречающихся энергий а-частиц. [c.17]

Быстрые столкновения м е ik д у т я ж е л ы-мн частицами. Вычисление потери энергии, испытываемой быстрыми положительными ионами на одном сантиметре пути при прохождении их через какое-либо вещество, весьма сходно для случая быстрых электронов. Если обозначить за и Мг — значения масс двух сталкивающихся систем, М = Мх- М2ЦМ1 + М2) — приведенная масса всей системы, Ze — заряд иона, то, заменив массу электрона на М, а на ZJ , можно вывести [23] формулу, аналогичную (43) [c.97]

При прохождении Р-частиц (ускоренных электронов) через вещество они теряют энергию главным образом при упругом соударении с орбитальными электронами. Другие пути потери энергии, как, например, ядер-ные взаимодействия, являющиеся источником вторичных рентгеновских лучей (тормозное излучение), имеют большое значение только тогда, когда р-частицы обладают высокой энергией. Как и в случае рентгеновских лучей или уфотонов, химическое действие первичных Р-частиц растворяется в действии массы вторичных электронов, которые они производят. В соответствии с этим можно сделать важное обобщение, что источник (или природа) падающего излучения связан с механизмом изменений, инициированных излучением, лишь постольку, поскольку он определяет интенсивность и проникающую способность излучения. Короче говоря, нельзя ожидать никаких химических различий при переходе от ускоренных электронов (ускоритель Ван де Граафа) к улучам (источник Со ), если нет никаких вторичных эффектов, связанных с интенсивностью. [c.509]