Войти
Проходя через материю, заряженные частицы ионизируются и, таким образом, теряют энергия во многих шагах, пока их энергия (почти) не станет нулевой. Расстояние до этой точки называется диапазоном частицы. Диапазон зависит от типа частицы, от ее начальной энергии и от материала, через который она проходит.
Например, если ионизирующая частица, проходящая через материал, представляет собой положительный ион, такой как альфа-частица или протон, она столкнется с атомные электроны в материале через кулоновское взаимодействие. Поскольку масса протона или альфа-частицы намного больше, чем масса электрона, не будет значительного отклонения от пути падения излучения и очень мало кинетическая энергия будет потеряна при каждом столкновении. По существу, потребуется много последовательных столкновений, чтобы такое тяжелое ионизирующее излучение остановилось в останавливающей среде или материале. Максимальная потеря энергии будет иметь место при лобовом столкновении с электроном.
. Поскольку рассеяние на большие углы является редкостью для положительных ионов, диапазон для этого излучения может быть хорошо определен, в зависимости от его энергия и заряд, а также энергия ионизации тормозящей среды. Поскольку природа таких взаимодействий является статистической, количество столкновений, необходимых для приведения частицы излучения в состояние покоя в среде, будет незначительно изменяться с каждой частицей (т. Е. Некоторые могут двигаться дальше и подвергаться меньшему количеству столкновений, чем другие). Следовательно, будет небольшое изменение диапазона, известное как расслоение .
. Потери энергии на единицу расстояния (и, следовательно, плотность ионизации) или тормозная способность также зависят от тип и энергия частицы и материала. Обычно потери энергии на единицу расстояния увеличиваются, пока частица замедляется. Кривая, описывающая этот факт, называется кривой Брэгга. Незадолго до конца потери энергии проходят через максимум, пик Брэгга, а затем падают до нуля (см. Рисунки в Пик Брэгга и в останавливающая способность ). Этот факт имеет большое практическое значение для лучевой терапии.
. Диапазон альфа-частиц в окружающем воздухе составляет всего несколько сантиметров; поэтому этот тип излучения можно остановить с помощью листа бумаги. Хотя бета-частицы рассеивают гораздо больше, чем альфа-частицы, диапазон все же можно определить; часто это несколько сотен сантиметров воздуха.
Средний диапазон может быть рассчитан путем интегрирования обратной тормозной способности по энергии.
Дальность действия тяжелой заряженной частицы приблизительно пропорциональна массе частицы и обратной плотности среды, и является функцией начальной скорости частицы..
.
