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 > 6.3 快电子与物质的相互作用 > 6.3.2 辐射能量损失规律
快电子与物质相互作用中
辐射能量损失
与电离能量损失的相对大小
和哪些物理量有关呢
根据快电子的
电离能量损失率
和辐射能量损失率的公式
可以近似得出
辐射能量损失率所占比例
随电子能量的增加而增加
随作用介质原子序数的增加而增加
基本与二者的乘积成正比
下面我们来看一下辐射能量损失
辐射能量损失我们前面说过
它就是带电粒子在穿过物质时
受物质原子核的库仑作用
它的速度突然减小
运动方向发生变化
在这个过程里面
会伴随着往外辐射电磁波
从而损失能量
我们把这样的一个能量损失过程
叫做辐射能量损失
往外辐射的电磁波
我们叫轫致辐射
轫我们注意一下
其实它是古代人驾车的时候
就是车不用的时候
你为了防止车轮的滚动
要在它前面放上一个木头
这块木头就称为轫
所以轫致辐射
有的书上又把它叫为刹车辐射
或者自动辐射
其实描述的这个概念是一致的
辐射能量损失率指的就是
单位路径上由于轫致辐射
而使得入射带电粒子损失的能量
我们叫辐射能量损失率
量子电动力学计算表明
辐射能量损失率
它正比于z^2
×E×N×Z^2
然后是反比于
入射带电粒子质量的平方
这样的一个关系
这个式子里面红色的部分
描述的是入射带电粒子的属性
然后分别是它的电荷数
它的能量和它的质量
蓝色的部分呢
描述的是吸收介质
它的原子序数
和单位体积的原子数
所以从这可以很容易看出来
这个辐射能量损失
和入射粒子的质量的平方成反比
所以质量越轻呢
辐射能量损失就越严重
质量比较重呢
辐射能量损失就会很小
另外我们也可以看出来
它和粒子的能量是成正比关系的
所以对于电子来说
能量比较高的时候
辐射能量损失也才会体现出来
如果这个电子能量比较低
只有几百keV或者几十keV
辐射能量损失往往
在整个能量损失里面
占的比例也是非常小的
辐射能量损失的规律
我们简单的总结一下
第一个就是
它和质量的平方成反比
也就是说
带电粒子的静止质量越小
辐射能量损失就越大
所以我们讨论辐射能量损失
只对电子才重点考虑
辐射能量损失
和带电粒子的能量成正比
所以随着粒子动能的增加
它是增加的
辐射能量损失和作用介质的
原子序数的平方成正比
和它的原子密度成正比
所以我们会看到
当这个吸收材料的原子序数比较大
密度比较大的时候
辐射能量损失是比较大的
所以通过这样的规律
我们可以总结出来
当你需要探测吸收
或者屏蔽电子的时候
显然不应该选择密度
或者原子序数比较大的这种材料
因为选择这样的材料
它会产生比较多的
辐射能量损失
辐射能量损失在探测器里面
它不会沉积能量
就对输入信号没有贡献
你屏蔽这个电子的时候
如果它产生了轫致辐射
轫致辐射它的屏蔽又往往比较困难
所以你最好不要让它产生
当你要获得比较强的轫致辐射的时候
例如是X光管
这个时候也应该选择
比较重的材料
就是Z比较大的材料
密度比较大的材料来作为靶材料
让这个电子去轰击它产生X射线
这个就是辐射能量损失的规律
以及从这个规律里面
我们可以得到了一些规律性的东西
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