Потеря энергии электронами при прохождении через вещество

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]

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]

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]

Для измерения акустического сигнала можно использовать два устройства микрофон и пьезоэлектрический датчик. Если излучение поглощается газом, то звуковую волну можно регистрировать непосредственно микрофоном. Если же проба — твердое вещество, то самый удобный (хотя и не самый чувствительный) способ заключается в том, что пробу вместе с микрофоном помещают в замкнутое пространство, заполненное газом (обычно воздухом) [2, 3]. Звуковая волна, возникшая в пробе, на пути к микрофону проходит через границу раздела твердое тело — газ, где происходит значительная потеря энергии после прохождения через границу раздела энергию, можно усилить с помощью электронного усилителя. [c.176]

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]

Облучение ускоренными электронами производилось в стеклянном приборе 2 (рис. 1), который был герметично соединен с электронной трубкой 3. В целях улавливания газообразных продуктов радиолиза, а также в целях поддержания стабильности в работе трубки 3 облучаемое вещество было отделено от трубки алюминиевой фольгой 1 толщиной 7—9 1. Потери энергии электронами при прохождении через алюминиевую фольгу не превышали 2—3%. Во всех случаях облучения ускоренными электронами давление над облучаемым веществом по превышало 10 мм рт. ст. [c.241]

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]

В интересующей нас области потери энергии электронов при прохождении их через вещество в основном определяются ионизационны ми потерями, которые теоретически даются выражением " [c.137]

Рассмотрим теперь несколько подробнее процессы, происходящие при прохождении быстрого электрона через вещество. При своем движении сквозь вещество быстрый электрон теряет энергию порциями разной величины в результате взаимодействия с электронами вещества. В жидких и твердых телах эти потери составляют в большинстве случаев 20— 50 эв. Из принципа неопределенности Гайзенберга следует, что потерянная энергия АЕ не может быть локализована па одной молекуле, а должна вызвать коллективное возбуждение некоторой области — делока-лизованное возбуждение [157, 158]. Величину К этой области можно найти из соотношения [c.67]

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]

При прохождении электронов через вещество с атомным номером 2 отношение потерь энергии за счет тормозного излучения к потерям энергии за счет ионизации составляет примерно EZ [c.116]

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]

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]

Атомы любого элемента состоят из положительно заряженного ядра, окруженного отрицательными электронами каждый атом в целом электрически нейтрален. Прохождение ионизирующего излучения через вещество сопровождается вырыванием электронов из атомов, пронизываемых излучением этот процесс, называемый ионизацией, и определяет в основном потерю энергии излучения. [c.7]

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]

Для электронов высокой энергии следует принимать во внимание еще один механизм энергетических потерь, а именно потерю энергии в результате испускания излучения (тормозное излучение) при изменении скорости электрона в поле ядра. При прохождении электронов через вещество с атомным номером Z отношение потерь энергии за счет излучения к иони- [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]

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]

Электромагнитные излучения с длиной волны короче приблизительно 100 А называются рентгеновскими, если они образуются вне ядер атомов, или -лучами, если источником их возникновения являются ядра. Существует три основных пути, по которым происходит потеря энергии электромагнитных излучений при прохождении через вещество образование электрон-по-зитронных пар, комптоновское рассеяние и фотоэлектрическое [c.14]

ОО локализована вблизи оси луча. При прохождении через резист электронный пучок в результате РМУ расширяется, так что на границе резист — подложка экспонируется площадь большая, чем в поверхностном слое резиста. Эта площадь определяется длиной пути электрона в резисте и подложке. Хотя максимальное рассеяние энергии в единице объема из-за 00 гораздо меньше, объемный их вклад сравним. Доля РМУ и 00 в экспозиции резиста зависит от энергии излучения, толщины слоя и атомного номера элемента, входящего в состав вещества подложки. При повышении энергии излучения уменьшается потеря энергии на единицу длины пути, а при увеличении толщины слоя возрастает кумулятивный эффект столкновений электронов РМУ. Площадь, экспонируемая на границе резист — подложка, увеличивается с ростом толщины слоя. Адекватное экспонирование требует, чтобы пробег электронов в полимерном слое превышал его толщину с тем, чтобы обеспечить экспонирование резиста вблизи границы резнст — подложка. С возрастанием атомного номера элементов, образующих вещество подложки, увеличивается доля электронов 00 и уменьшается длина пробега электронов в подложке, в результате чего электроны 00 концентрируются вблизи оси луча. [c.220]

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]