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文档简介

第5章

射线与物质相互作用重带电粒子与物质相互作用射线与物质相互作用

射线与物质相互作用中子与物质相互作用§5.1重带电粒子与物质的相互作用电离损失是能量损失的主要方式。一、载能重带电粒子与物质中的能量损失电离能量损失:重带电粒子与介质原子的核外电子间的非弹性碰撞使原子发生激发或电离，损失能量。阻止本领：（经典近似）ze,M,ve,mfyfxrb电子动量变化一个入射带电粒子与一个电子相碰所损失的能量（b）一个入射带电粒子所损失的能量dxdbbv靶核质子数Z，单位体积内有n个靶核所损失的能量碰撞电子数单位长度路径上损失的能量最小碰撞参数估计电子获得最大动量电子获得的能量应大于平均激发能I单位长度路径上损失的能量最大碰撞参数估计量子理论结果（Bethe，非相对论近似）（1）与入射粒子的速度有关，与质量无关（2）正比于入射粒子电荷数的平方（3）正比于nZ，即密度高、原子序数高的物质的阻止本领大Bethe-Bloch公式（考虑到相对论修正））特点：靶物质每个原子的阻止截面混合物每个分子的阻止截面（XiYj）二、阻止截面三、单位质量厚度能量损失混合物（XiYj）a粒子在空气中的射程a粒子在其它物质中的射程四、重带电粒子的射程五、能量损失歧离与射程歧离一束单一能量带电粒子穿过一定厚度的介质后，透射粒子的能量不在单一，呈一定的分布，称能量岐离。能量损失歧离射程分布曲线射程歧离§5.2

射线与物质的相互作用一、电子电离能量损失Bethe公式电子与介质原子的核外电子间的非弹性碰撞使原子发生激发或电离，损失能量。二、电子辐射能量损失1.轫致辐射轫致辐射能量损失与Z2、n成正比，电子束入射重元素，轫致辐射严重。不易用重元素防护b射线。电子受原子核库仑作用加速运动过程中辐射的电磁波。2.切伦科夫辐射通常不是很严重电离能量损失率与辐射能量损失率的关系为：三、β射线射程单能电子：外推射程。β射线：最大射程。β粒子在物质中的吸收（t<R)μ为线性吸收系数，也称为线性衰减系数。四、电子的散射与反散射反散射电子沿其入射方向发生大角度偏转。弹性散射电子与靶物质原子核库仑场作用时，只改变运动方向，而不辐射能量的过程。对同种材料，入射电子能量越低，反散射越严重；对同样能量的入射电子，原子序数越高的材料，反散射越严重。实验结论：反散射的利用与避免1)对放射源而言，利用反散射可以提高β源的产额。给源加一个高Z厚衬底。2)对探测器而言，要避免反散射造成的测量偏差。使用低Z材料作探测器的入射窗和探测器。五、正电子与物质作用电子湮灭§5.3g

射线与物质的相互作用一、光电效应二、康普顿效应Ee总截面三、电子对效应光子在

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