Электрон позитрон пара

Рис. 2.4. Виды взаимодействия у-излучения с веществом а) фотоэффект б) комптоновское рассеяние в) образование электрон-позитронной пары

Энергия каждого Y-фотона равна 0,511 Мэе. Вычислить а) какое количество энергии в ккал выделилось бы при взаимодействии I г электронно-позитронных пар (масса 1 электрона равна массе 1 позитрона = 9,1085- 10" г) б) какому количеству бензина с теплотой сгорания 11 ООО ккал/кг отвечает тепловой эффект, вычисленный в предыдущем пункте. [c.45]

Чем жестче лучи, тем больше их проникающая способность — аксиома, не требующая доказательств. Однако ученых, положившихся на эту аксиому, ожидал весьма любопытный сюрприз. Вдруг выяснилось, что гамма-лучи энергией более 1 млн. эв задерживаются свинцом не слабее, а сильнее менее жестких Факт, казалось, противоречащий очевидности. После проведения тончайших экспериментов выяснилось, что гамма-квант энергией более 1,02 Мэв в непосредственной близости от ядра исчезает , превращаясь в пару электрон — позитрон, и каждая из частиц уносит с собой половину затраченной на их образование энергии. Позитрон недолговечен и, столкнувшись с электроном, превращается в гамма-квант, но уже меньшей энергии. Образование электронно-позитронных пар наблюдается только у гамма-квантов высокой энергии и только вблизи от массивного ядра, то есть в элементе с большим атомным номером. [c.268]

Образование пары. Образование электрон-позитронных пар в поле ядра происходит при энергии у-квантов выше 2т ,с = 1,02 МэВ, а в кулоновском поле электрона начинается при Еу>Ат . Вероятность образования пар в поле электрона примерно в 10 раз больше, чем в поле ядра. [c.66]

При больших энергиях фотонов в кулоновском поле ядер образуются электронно-позитронные пары. Возникающей паре передается энергия фотона за вычетом энергии покоя пары, равной 2 = =1,022 МэВ. Указанное значение энергии является порогом для этого процесса. Сечение процесса образования пар медленно растет в области энергий от 1,02 до 4 МэВ, а затем возрастает в логарифмической зависимости от энергии. Нестабильность позитрона в среде приводит к его аннигиляции с испусканием в большинстве случаев двух фотонов с энергией 0,511 МэВ. Сечение образования пар пропорционально 2 + 2, где первый член отвечает ядерным процессам, а второй - процессам в поле электронов. [c.45]

Процесс аннигиляции обратим. При очень высоких энергиях установлен факт рождения электронно-позитронной пары по схеме 2у [c.28]

Характер взаимодействия ионизирующего излучения е веществом определяется параметрами частиц и свойствами вещества. При взаимодействии заряженных частиц со средой основной причиной потерь энергии являются столкновения с атомами (электронами и ядрами), приводящие к ионизации и многократным рассеяниям. Потеря энергии электронами происходит также в результате радиационного торможения, а для тяжелых частиц (протон, а-частица) - потенциального рассеяния на ядрах и ядерных реакций. При взаимодействии 7-излуче ния со средой потеря энергии объясняется Комптон-эффектом (рассеяние 7-кванта на электронах), фотоэффектом (поглощение у-кванта с передачей энергии электрону), образованием электронно-позитронных пар (при энергиях V-квантов 1,02 МэВ) и ядерных реакций (при 10 МэВ). [c.107]

В квантовой электродинамике [7] различается вакуум электромагнитного поля и вакуум электронно-позитронного поля. Из соотношения неопределенностей Гейзенберга вытекает, что в состоянии вакуума поля совершают нулевые колебания, которые рассматриваются как состояния с виртуально возникающими и исчезающими фотонами, электронно-позитронными парами и в целом парами частица-античастица. Взаимодействие внешнего [c.15]

Метод, основанный на образовании электронно-позитронных пар [c.39]

При взаимодействии у-квантов с веществом имеет место процесс образования электрон-позитронных пар (рис. 2.4, в). Этот процесс возможен только в присутствии ядра или электрона, так как только в таком случае можно распределить энергию и импульс у-кванта между тремя частицами, не нарушая законы сохранения. При этом, если процесс образования пары происходит в кулоновском поле ядра, то энергия ядра отдачи оказывается весьма малой, так что пороговая энергия у-кванта, необходимая для образования пары, практически совпадает с энергией покоя электрона и позитрона (1,02 МэВ). При образовании пары в кулоновском поле электрона пороговая энергия у-кванта повышается до 2,04 МэВ. Вероятность образования электрон-позитронных пар в кулоновском поле электрона примерно в 1000 раз меньше вероятности их образования в поле ядра. Возникновение пары электрон— позитрон приводит к полному поглощению энергии у-кванта [c.16]

В то время как заряженные частицы, проходя через вещество, постепенно замедляются, фотоны или по1 ло-щаются, или рассеиваются атомами и свободными электронами среды в результате фото- или комптоновского взаимодействий и эффекта образования электрон-позитронной пары. Последний процесс возможен при достаточно больших (> 2тУ) энергиях у-квантов. При этом происходит не только ослабление излучения, но и перераспределение его в различных энергетических группах. [c.66]

Из приведенного выше краткого описания процессов взаимодействия у-квантов с веществом видно, что в области малых энергий Еу < Ех основным механизмом взаимодействия является фотоэффект, в промежуточной области Е < Еу < Е2 — эффект Комптона, а в области больших энергий Еу> Е2 — процесс образования электрон-позитронных пар. [c.67]

При регистрации у-излучения первой стадией является процесс генерации первичных электронов в результате фото- и комптон-взаимодействий и образования электрон-позитронной пары. Дальнейшее преобразование происходит так же, как описано выше. [c.69]

При взаимодействии уизлучения с силовым нолем атомных ядер возможно возникновение электронно-позитронных пар за счет поглощения энергии фотона (рис. 20). Этот процесс наблюдается лишь для фотонов с энергией не менее 1,02 ТИзе (такова энергия, эквивалентная массам покоя пары электрон — позитрон). [c.26]

Ослабление интенсивности происходит из-за фотоэлектрического поглощения и рассеяния (образованием электронно-позитронных пар можно пренебречь для лучей, испускаемых обычными рентгеновскими трубками). Эти процессы независимы, поэтому линейный и массовый коэффициенты ослабления являются суммой коэффициентов поглощения и рассеяния х=т+0 я/р=т/р- а/р. [c.149]

ПОЗИТРОН, стабильная элементарная частица самая легкая из частиц, обладающих массой покоя и положит, элементарным электрич. зарядом. П.—античастица электрона их массы покоя и спины в точности равны, а электрич. заряды и магн. моменты равны по абс. величине и противоположны по знаку. Принадлежит к лептонам (см. Элементарные частицы). Может возникать в процессах рождения электронно-позитронной пары, при Р-распаде атомных ядер, в результате превращ. элементарных частиц. Время жизни П. в в-ве ограничивается аннигиляцией с электроном. ПОЗИТРОНИЙ, атом, состоящий из позитрона е+ и электрона е . Обозначается Р5. Сходен с атомом водорода, в к-ром протон замещен позитроном. Образуется при торможении своб. позитронов в в-ве в результате присоед. позитроном электрона одного из атомов среды, реже — при распадах ядер или элементарных частиц, обуслопленных электромагн. взаимодействиями (см. Элементарные частицы). Неустойчив, т. к. при взаимод. позитрона с электроном происходит аннигиляция, в результате к-рой П. превращается в 2 или 3 -у-кванта. Среднее время жизни П. до аннигиляции на 2 7-кванта — 1,25-10 с, на 3 у-кванта — [c.453]

Детекторы. Действие детекторов радиоактивного излучения основано на различных процессах взаимодействия частиц с веществом [13, 15, 16]. Основными процессами, которые вызываются заряженными частицами, являются ионизация и возбуждение атомов и молекул. Нейтральные частицы (например, нейтроны, гамма-кванты) регистрируются по вторичным заряженным частицам, появляющимся в результате взаимодействия с веществом. В случае гамма-квантов — это электроны, возникающие в результате фотоэффекта, комптон-эффекта, и рождения электрон-позитронных пар. Быстрые нейтроны регистрируются по заряженным продуктам взаимодействия (ядрам, протонам, мезонам и т.д.), медленные нейтроны — по излучению, сопровождающему их захват ядрами вещества. [c.105]

Таким образом, при взаимодействии 7-излучения с веществом образуются кванты, обладающие меньшей энергией, фотоэлектроны, электроны отдачи, электронно-позитронные пары. Главную роль в ионизации атомов вещества играют быстрые вторичные электроны. В связи с этим химические эффекты, вызываемые действием 7-лучей, во многих случаях оказываются такими же, как эффекты, вызываемые действием электронов. Различие между этими видами излучений заключается в значительно большей проникающей способности 7-излучения, вследствие чего поглощение энергии 7-лучей веществом происходит равномерно, в то время как электроны отдают большую часть своей энергии в сравнительно тонких слоях вещества. [c.356]

При взаимодействии у-излучения с силовым полем атомных ядер возможно возникновение электронно-позитронных пар (рис. 13, в). Этот процесс наблюдается лишь для фотонов с энергией не менее Л,02 Мэв (такова энергия, эквивалентная массе покоя пары электрон — позитрон). Возникновение пары электрон — позитрон приводит (как и фотоэффект) к полному поглощению энергии у-кванта. Однако позитроны, замедляясь веществом, взаимодействуют с электронами среды, давая аннигиляционное у-излучение (см. стр. 22). [c.36]

Разрядка возбужденных состояний ядер (при больших энергиях возбуждения) может также происходить путем образования электронно-позитронных пар (конверсия на парах). [c.133]

Ю " см двигается с переменной скоростью, вначале под воздействием у-фотона, образовашюго в результате аннигиляции виртуальных электрон-позитронных пар, электрон двигается ускоренно, в дальнейшем под тормозящим действием реакции излучения движение электрона замедляется. При ускорении или замедлении электрического заряда не может происходить излучение электромагнитных воли, так как повышение и снижение скорости электрона происходит за время 0,935 10 сек, а для перехода атома в [c.18]

Мзв, т. е. больше энергии, эквивалентной массе покоя двух электронов. В этом случае возбужденное ядро может создать одновременно один новый электрон и один новый позитрон, или, иначе говоря, электрон-позитронную пару, и испустить ее с кинетической энергией, равной энергии первоначального возбужденного состояния за вычетом 1,02 Мэе, необходимых для создания элек-трон-позитронной пары. Хотя этот вид гамма-излучения не вполне обычен, он обнаружен и должен быть упомянут наряду с двумя более часто встречающимися видами. [c.409]

В основе метода лежит эффект образования электронно позитронных пар при взаимодействии 7-излучения < энергией >1,022 МэВ с углем. После аннигиляций пары возникает характеристическое излучение с энер> гией 511 кэВ, интенсивность которого пропорциональна квадрату среднего атомного номера угля и слабо за висит от его плотности. Интенсивность рассеянногб излучения обычно используется для снижения влияни флуктуаций плотности. [c.39]

Существование антипротона было подтверждено в 1955 г. Сегре, Чемберленом, Вейгандом и Ипсилантисом, пользовавшимися ускорителем частиц (синхротроном в Беркли), позволявшим получать частицы с энергией 6 ГэВ (ГэВ — гигаэлектронвольт, 1000 МэВ). Масса протонно-электронной пары в 1836 раз больше массы электронно-позитронной пары, а следовательно, для возникновения этой пары более тяжелых частиц необходима энергия 1836 1,022 МэВ=1876 МэВ. Антипротон имеет отрицательный электрический заряд, массу, равную массе протона, и спин /г. [c.588]

ЭЛЕКТРОН, стабильная элементарная частица, самая легкая из частиц, обладающих массой покоя (9-10 г) и отрицат. элементарным электрич. зарядом (1,6-10" Кл). Имеет спин, равный /2 (в единицах постоянной Планка), и магн. момент, равный магнетону Бора. Принадлежит к лептонам (см. Элементарные частицы), может возникать в процессах рождения электронно-позитронной пары, при (З-распаде атомных ядер, в результате превращ. элементарных частиц. Э.— составная часть всех атомов в-ва. Э. образуют электронные оболочки атомов, к-рые определяют электрич., оптич. и хим. св-ва атомов и молекул. Направленный поток Э. в металлах и полупроводниках представляет собой электрич. ток. Управляемые при помощи электрич. и магн. полей потоки Э. использ. в разл. электронных приборах. Ускорители заряж. частиц позволяют получать пучки Э. с высокой энергией, к-рые могут вызывать расщепление атомных ядер и рождение разл. элементарных частиц. [c.700]

К оси. процессам, происходящим при взаимод. у-излуче-ния с в-вом, относятся 1) фотоэффект-передача энергии фотона Е связанному электрону атома преобладает в области Е, ненамного больших, чем энергии связи электронов сечение (вероятность) фотоэффекта х Z jUE - , где 2-ат. номер элемента. Ai-его ат. масса 2) эффект Комптона-рассеяние фотонов своб. электронами играет роль при Е > 0,511 МэВ сечение комптоиовского рассеяния а Z nЕ/МЕ и слабо меняется в зависимости от 2 (исключение-тяжелые элементы) 3) образование электронно-позитронных пар, к-рое возможно при Е > 1,022 МэВ сечение этого процесса х 1п . [c.501]

Излучат. К. п. классифицируют по типам квантовых состояний, между к-рыми происходит переход. Электронные К.п, обусловлены изменением электронного распределения-переходами внеш. (валентных) электронов между орбиталями (типичные энергии я 2,6-10 Дж/моль, частоты излучения лежат в видимой и УФ областях спектра), ионизацией внутр. электронов (для элементов с зарядом ядра 2 т 10 А я 1,3 -10 Дж/моль, излучение в рентгеновском диапазоне), аннигиляцией электронно-позитронных пар (Д % 1,3 10 Дж/моль, излучение в /-диапазоне). При переходах из возбужденных электронных состояний в основное различают флуоресценцию (оба состояния, связанные К. п., имеют одинаковую мульти-метность) и фосфоресценцию (мультиплетность возбужденного состояния отличается от мультиплетности основного) (см. Люминесценция). Колебат. К. п. связаны с внутримол. процессами, сопровождающимися перестройкой ядерной подсистемы (Д % 1 10 -5-Ю Дж/моль, излучение в ИК диапазоне), вращат. К. п.-с из.менением вращат. состояний молекул (10-10 см я 1,2-10 -1,2 х X 10 Дж/моль, излучение в микроволновой и радиочастотной областях спектра). Как правило, в мол. системах при электронных К. п. происходит изменение колебат. состояний, поэтому соответствующие К. п. наз. электронно-колебательными. Отдельно выделяют К. п., связанные с изменением ориентации спина электрона или атомных ядер (эти переходы оказываются возможными благодаря расщеплению энергетич. уровней системы в магн. поле), изменением ориентации квадрупольного электрич. момента ядер в электрич. поле. Об использовании указанных К. п. в хим. анализе и для изучения структуры молекул см. Вращательные спектры. Колебательные спектры. Электронные спектры, Мёссбауэровская спектроскопия, Электронный парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ядерный квадрупольный резонанс. Рентгеновская спектроскопия. Фотоэлектронная спектроскопия. [c.368]

Важное св-во Э. ч,- их способность к взаимопревращениям в результате электромагнитных или др. взаимодействий. Один из видов взаимопревращений - т. наз. рождение пары, или образование одновременно частицы и античастицы (в общем случае - образование пары Э. ч. с противоположными лептонными или барионными зарядами). Возможны процессы рождения электрон-позитронных пар е е, мюонных пар новых тяжелых частиц при столкновениях лептонов, образование из кварков СС- и -состояний (см. ниже). Другой вид взаимопревращений Э. ч,- аннигиляция пары при столкновениях частиц с образованием конечного числа фотонов (у-квантов). Обычно образуются 2 фотона при нулевом суммарном спине сталкивающихся частиц и 3 фотона - при суммарном спине, равном 1 (проявление закона сохранения зарядовой четности). [c.470]

На рис. 6.3.7 показаны функции отклика Се(Ь1)-спектрометра для у-квантов с энергиями 0,662 МэВ, 1,17 МэВ и 1,33 МэВ. Крайние правые максимумы (7 и 2) амплитудных расгфеделений обусловлены полным поглощением энергии у-квантов в чувствительной области детектора. Пик полного поглощения обусловлен процессами фотоэлектрического поглощения и многократного комптоновского рассеяния с последующим поглощением, причем относительная доля последнего процесса возрастает с увеличением размера чувствительной области детектора. Для высокоэнергетических у-квантов в пик полного поглощения вносят также вклад и импульсы от полного поглощения излучения, возникающего в процессе образования электрон-позитронных пар. [c.105]

ЭЛЕКТРОН, стабильная элементарная частица, с ая легкая из частиц, обладающих массой покоя (9-10 г) и (угрицат. элементарным электрич. зарядом (1,6-10 Кл). Имеет спин, равный 4i (в единицах постоянной Планка), и магн. момент, равный магнетону Бора. Принадлежит к лептонам (см. Элементарные частицы), может возникать в процессах рождения электронно-позитронной пары, при [c.700]

Однако изучение аннигиляции позитронов е целью оценки тонких эс зфектов в органической молекуле было впервые применено нами [41]. Мы изучили тловое распределение аи-нигиляционных у-квантов от электронно-позитронных пар в /кидких и, со-дифенилалканах и получили спектры импульсного распределения электронов, на которых идет аннигиляция, Из данных таблицы виден эффект чередования ширины спектра импульсного распределения в зависимости от числа звеньев алифатической цепочки [c.105]

Проходя через вещество, рентгеновские лучи вызывают, ионизацию атомов, возбуждение в них флоуресцентного (вторичного) излучения и образование Оже-электронов. Эти процессы ответственны за поглощение рентгеновских лучей. Кроме того, интенсивность лучей, проходящих через вещество в направлении падающего пучка, уменьшается из-за рассеяния его электронами вещества по всем направлениям. Наконец, рентгеновские кванты очень-большой энергии (/lv>l МэВ), пролетая около ядер, вызывают появление электронно-позитронных пар. Все-это уменьшает интенсивность проходящего пучка тем больше, чем толще пронизываемый им слой вещества. [c.147]

Когда происходит одновременная регистрация каскадных у-квантов, в спектре возникает суммарный пик. За счет образования суммарного пика интенсивность каждой линии в у-спект-ре уменьшается и, следовательно, в распределении амплитуд импульсов вносятся значительные искажения, которые называются эффектом суммирования. Особенно значительный эффект суммирования наблюдается для малых энергий у-квантов, находящихся в каскаде и при хорошей геометрии расположения источника. Итак, аппаратурная линия сцинтилляционного у-спектрометра при малых энергиях первичного у-излучения обусловлена пиком полного поглощения, непрерывным комптоновским распределением, пиком обратного рассеяния, пиком характеристического рентгеновского излучения от материала защиты, краевым эффектом и эффектом суммирования. Все эти эффекты нужно иметь в виду, когда производят расшифровку спектров от многокомпонентного у-пренарата. Если энергия у-квантов больше порога образования пар, эффекты обратного рассеяния и выход характеристического рентгеновского излучения иода из кристалла Nal(Tl) становятся несущественными. При энергии у-квантов 3 Мэе и выше становится заметным рост утечки фотоэлектронов и радиационных потерь, связанных с уходом из кристалла у-квантов тормозного излучения и все большую роль начинает играть эффект образования пар. При энергии моноэнергетического у-излучения больше порога образования пар на аппаратурной линии можно наблюдать следующие пики 1) пик полного поглощения с энергией 2) пик с энергией Е- —2/ПоС , соответствующий вылету обоих анниги-ляционных квантов из кристалла с одновременной полной потерей всей кинетической энергии электрон-позитронной пары, этот пик называется пиком вылета двух у-квантов или пиком двойного вылета 3) пик с энергией Е —гпос , соответствующий [c.74]

Позитроний очень недолговечен частицы, образующие его атом, за десятнмиллионные доли секунды успевают совершить около миллиона оборотов, после чего атом гибнет в результате аннигиляции собственной электронно-позитронной пары с выделением у-фотонов. Однако, несмотря на чрезвычайно короткое время жизни, современные методы исследования позволили достаточно полно изучить химические свойства позитрония (В. И. Гольданский). Так, выяснилось, что Рз может активно участвовать в самых разнообразных химических реакциях. В качестве примера укажем на госстановление иона железа позитронием [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология