Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом - Ионизирующее излучение, его виды и характеристика. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Заряженная частица при прохождении через вещество теряет свою энергию вследствие ионизационного торможения.

Ионизационное торможение - это механизм потерь энергии заряженной частицы вследствие возбуждения и ионизации атомов среды, в которой она пролетает.

Для количественной характеристики взаимодействия заряженной частицы с веществом используют следующие величины:

Линейная плотность ионизации ( i ) - число пар ионов, образующихся на единицу пути пробега частицы.

[м -1]

2. Линейная тормозная способность ( S ) - энергия, теряемая заряженной частицей на единицу пути пробега.

3. Средний линейный пробег зараженной ионизирующей частицы ( R ) - это расстояние между началом и концом пробега частицы в данном веществе.

Рассмотрим некоторые характерные особенности взаимодействия различных видов излучения с веществом.

А) б - лучи - по мере движения б - частицы в среде вызываемая ею линейная плотность ионизации меняется. С уменьшением скорости ее движения она сначала быстро растет, а потом резко падает до нуля при завершении пробега (х=R ).

Рис. 1

Возрастание "i" обусловлено тем, что при меньшей скорости б - частица больше времени проводит вблизи молекулы (атома) среды, что увеличивает вероятность его ионизации. После того, как энергия б - частицы станет сравнима с энергией молекулярно-теплового движения, она захватывает 2 электрона в веществе и превращается в атом гелия 24 Не.

Кроме первичных процессов ионизации и возбуждения атомов могут проявляться вторичные процессы.

Рис. 2

Увеличение скорости молекулярно-теплового движения молекул.

Характеристическое рентгеновское излучение.

Радиолюминисценция.

Специфические химические процессы.

Б) в - лучи - кроме ионизации и возбуждения вызывают и другие процессы. При торможении электронов возникает тормозное "R - излучение", в - частицы рассеиваются на электронах вещества и при этом их траектории сильно искривляются.

Поглощение в - частиц с данной максимальной энергией происходит примерно по экспоненциальному закону.

Рис. 3

N0 - число частиц, попадающих на слой вещества

N - число частиц, прошедших через слой вещества толщиной "х"

Хmax - максимальный пробег частиц в веществе.

Вторичный процесс, который может возникнуть - это характерное Черенковское излучение, когда скорость движения электрона в среде превышает скорость света в среде.

В) г - излучение - при попадании на вещество вызывает процессы, которые можно представить следующей схемой:

Рис. 4

Незначительная первичная ионизация ( из-за отсутствия заряда ).

Когерентное и некогерентное рассеяние, фотоэффект, приводящие к ионизации.

Образование пары электрон + позитрон ( -10е + +10е). Суть:

Суть: г - квант с энергией не менее 1,02 МэВ может превратиться в пару (-10е + +10е ) и г - квант при этом исчезает.

Фотоядерные реакции при взаимодействии с ядром.

Г - лучи поглощаются веществом постепенно, следуя экспоненциальному закону. При их поглощении нельзя указать определенную длину пробега.

Рис. 5 I0 - интенсивность падающего параллельного пучка. I - его интенсивность после прохождения слоя вещества толщиной "х"

Указанные процессы приводят к тому, что полный ионизационный эффект от г - излучения получается значительным.

Похожие статьи




Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом - Ионизирующее излучение, его виды и характеристика. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом

Предыдущая | Следующая