当前课程知识点:核辐射物理及探测学 > 第六章 射线与物质相互作用 > 6.2 重带电粒子与物质的相互作用 > 6.2.4 Bragg曲线与能量歧离
重带电粒子的
电离能量损失率
与带电粒子的哪些属性有关
与介质的属性有关吗
显然
重带电粒子的能量损失率
既和带电粒子的属性有关
又和作用介质的属性有关
具体关系就用Bethe公式描述
下面我们就来总结一下
下面我们来介绍一下
Bragg曲线和能量歧离的概念
那么所谓的Bragg曲线
指的是带电粒子它的能量损失率
沿着它的径迹的一个变化曲线
所以我们画出来的曲线横坐标呢
是它穿过介质的距离
纵坐标是它的能量损失率
按照我们前面
关于这个能量损失率的一个了解
我们会知道
它随着穿透介质的厚度
带电粒子的速度会逐渐的减慢
速度慢了之后呢
能量损失率和速度的平方
近似的成反比关系
所以它的能量损失率
会逐渐的增加
所以我们会看到
延着它的径迹dE/dx是变大的
所以这Bragg曲线
随着这个穿透深度的增加
这个曲线往上走
在它的径迹的末端
其实基本上达到了最大
然后没有能量了
所以它最后能量损失率就变成零了
所以这个是Bragg曲线
那么对于单个入射带电粒子的
Bragg曲线和一束单能的
带电粒子束的Bragg曲线来说呢
它并不重合
我们会看到
单个入射带电粒子的Bragg曲线
它是实线去描述的
一个平行的入射的这种带电粒子束
我们用这个虚线去描述它
之所以会出现这样的
不重合的现象
说明每一个单个的这种入射带电粒子
它的Bragg线并不重合
并不重合的原因就是因为
有能量歧离的问题
所谓的能量歧离指的是单能粒子束
穿过一定厚度的物质之后
将不再是单能的
而是发生了能量的离散
我们把这样的一个现象叫做能量歧离
所以我们其实可以这样去理解
能量歧离的产生
我们前面描述的是
入射带电粒子通过
非弹性碰撞去损失能量
最后穿过一定厚度的介质之后
它的能量会减小
但是我们会发现每个入射带电粒子
它射入到这个介质之后呢
它发生的这个能量损失的碰撞过程
是不一样的
碰撞的次数和每次碰撞损失的能量
都是不一样的
所以最后得到的一个结果就是
虽然一开始它们的能量是相同的
但是经过一定厚度的介质之后
能量不再相同了
所以我们说能量歧离
是由微观上带电粒子的能量损失
是一个随机过程所决定的
这个随机过程的描述的就是说
什么时候发生碰撞
发生了多少次碰撞
每次碰撞究竟会损失多少能量
都是随机的
但是也要注意
带电粒子通过介质的时候
它一定会发生碰撞损失能量
我们来看一下
Bragg曲线究竟有什么样的应用
我们知道在肿瘤治疗的过程里面
有用放射性治疗的一些手段
也就是我们可以用γ射线去治疗
或者可以用重离子去治疗
重离子治疗相对于γ射线去治疗
一个非常大的优势
就是它的能量损失
随着穿透介质的深度是逐渐增加的
它不像这个
γ射线与物质相互作用能量损失
它是逐渐减少的
因为我们知道肿瘤的这个病灶
往往是在人体的内部
你照射是在人体的外部去照射
所以照射的过程里头必然会对
其它的健康组织会造成一定的损伤
在这种情况下如果用重离子治疗呢
就会得到一个比较好的结果
就对其它的组织损伤会比较少
这个是我们应用Bragg曲线
在实际的这个辐射应用中
它的一个应用的实例
这个就是我们关于Bragg曲线
和能量歧离的一个内容
这一节的内容就到这里
-1.1 基础知识、常量与单位
-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语
-1.3 原子核的大小与稳定性规律
-1.4 原子核的结合能
-1.5 原子核的自旋
-1.6 原子核的磁矩与电矩
-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态
-课后作业--作业
-2.1 放射性衰变的基本规律
-2.2 递次衰变规律
-2.3 放射系
-2.4 放射规律的一些应用
-课后作业--作业
-3.1 原子核的衰变方式
-3.2 α衰变
-3.3 β衰变
-3.4 γ跃迁
-课后作业--作业
-4.1 核反应的概况
-4.2 核反应能和Q方程
-4.3 核反应截面和产额
-4.4 反应机制及核反应模型
-课后作业--作业
-6.1 辐射与物质相互作用概述
-6.2 重带电粒子与物质的相互作用
-6.3 快电子与物质的相互作用
-6.4 γ射线与物质的相互作用
-课后作业--作业
-7.1 统计学的基础知识
-7.2 放射性测量的统计误差
-7.3 电离过程的涨落与法诺分布
-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落
-7.5 时间间隔的统计分布
-课后作业--作业
-8.1 气体中离子与电子的运动规律
-8.2 电离室
--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分:能量分辨率
--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分:饱和特性、坪特性等
-8.3 正比计数器
-8.4 G-M计数管
-8.5 气体探测器小结
-课后作业--作业
-9.1 闪烁体
-9.2 光电倍增管
-9.3 闪烁探测器
-9.4 单晶闪烁谱仪
-课后作业--作业
-10.1 半导体与半导体探测器
-10.2 PN结半导体探测器
-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器
-10.4 其他半导体探测器
-课后作业--作业
-12.1 活度测量方法
-12.2 符合测量法
-12.3 γ能谱解析
-课后作业--作业
-13.1 中子的基本特性与分类
-13.2 中子源
-13.3 中子与物质的相互作用
-13.4 中子探测的特点与探测方法分类
-13.5 常用的中子探测器
-课后作业--作业