ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионизирующие- электроны. Замедление электронов из "Химия высоких энергий" Процесс потери энергии ионизирующими электронами принято называть замедлением электронов. Виды процессов, приводящих к замедлению электронов, представлены в табл. 1.1. Рассмотрим основные черты наиболее важных для ХВЭ-процессов упругого рассеяния, ионизационных и радиационных потерь. (Ионизирующие позитроны взаимодействуют со средой так же, как электроны соответствующей энергии). [c.17] Упруго электроны могут взаимодействовать только с атом ными ядрами. Сечение упругого рассеяния пропорционально квадрату заряда атомов среды, обратно пропорционально приблизительно квадрату энергии электронов и резко падает с ростом угла рассеяния. В табл. 1.2 представлены длины свободного пробега электронов, рассчитанные для трех углов рассеяния. Приведенные значения относятся к однократному рассеянию, когда выполняется условие / сЛ/(оЛ лр) (где I — толщина мишени). Если / Л/(оЛ ар), то все электроны падающего потока рассеиваются многократно. [c.17] При упругом рассеянии электронов происходит их поляризация, степень которой зависит как от энергии электронов, так и от заряда рассеивающих ядер. Она тем сильнее, чем больше угол рассеяния. [c.17] Для ХВЭ важны два вида неупругого рассеяния — ионизация и электронное возбуждение атомов и молекул среды (ионизационные потери) и возникновение тормозного электромагнитного излучения (радиационные потери). Первый процесс преобладает в области энергии электронов до десятков мегаэлектронвольт. [c.17] Выделены взаимодействия, наиболее важные для ХВЭ. Знак минус означает отсутствие взаимодействия, знак плюс — его наличие. [c.19] Зависимости сечения ионизационных потерь от энергии электронов приведена на рис. 1.1. Видно, что в газовой фазе вероятность возбуждения выше вероятности ионизации. В конденсированной фазе картина обратная. Максимальное сечение ионизационных потерь соответствует энергии электронов в 3— 10 раз больше первых потенциалов возбуждения и ионизации. [c.20] Тормозная способность обычно измеряется в г/см . Можно -отметить, что в первом приближении ионизационные потери пропорциональны электронной плотности среды. [c.20] Радиационные потери электронов, т. е. потери на испускание тормозного рентгеновского излучения, происходят преимущественно в результате взаимодействия электронов с кулоновским полем атомного ядра. Интенсивность тормозного излучения пропорциональна квадрату заряда атомов среды и растет с увеличением энергии электронов. При энергии электронов 1 МэВ радиационные потери составляют малую долю от ионизационных потерь. [c.21] Передача энергии при замедлении. Процесс потери энергии ионизирующим электроном можно условно разделить на два [5]—замедление, при котором энергия электрона становится меньше самого низкого потенциала электронного возбуждения среды, и термализация, при которой энергия электрона снижается далее до тепловой. В принципе ионизирующий электрон может передать атомному электрону любую долю своей энергии вплоть до максимальной (обмен электронами), однако вероятность передачи определенной порции энергии тем ниже, чем эта порция выше. Рассматривают обычно два крайних случая взаимодействия скользящее соударение, при котором передаваемая энергия близка к потенциалу ионизации среды, и лобовое соударение, при котором молекуле среды передается энергия, во много раз превышающая ее потенциал ионизации. [c.21] Важной характеристикой процесса взаимодействия ускоренных электронов со средой является скорость передачи энергии среде — dEldt. В области энергий электронов1 кэВ потери энергии описываются уравнением (1.1), и скорости потери энергии для конденсированной фазы составляют 10 эВ/с (рис. [c.21] Приближение, используемое для получения спектра возбуждения, основанное на зависимости силы осциллятора от энергии, называется оптическим. Оно дает достаточно точное значение сечения в области энергий существенно выше нижнего потенциала возбуждения частиц среды. Спектр возбуждения позволяет рассчитать и скорость потерь энергии атакующим электроном в интервале его энергий от первого потенциала возбуждения до 1 кэВ. Приведенная на рис. 1.1 скорость потерь энергии в этой области рассчитана по спектру возбуждения. [c.23] 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] Вернуться к основной статье