Время жизни a - радиоактивных веществ

Туннелирование a - частиц

Взаимодействие движущихся a- частиц с веществом

Кривая поглощения a -частицы в веществе

Определение энергии a- частиц по их пробегу в воздухе

Взаимодействие движущихся a - частиц с веществом

Движущаяся с большой начальной скоростью v ~ 10 6 м/с массивная положительно заряженная частица теряет энергию, взаимодействуя с электронами и ядрами вещества - поглотителя.

    Возможны три вида потерь энергии быстрой заряженной частицы в веществе:

  1. на ионизацию и возбуждение атомов поглотителя;

  2. на образование ядер отдачи;

  3. на тормозное излучение.

Ионизационные потери

При столкновении заряженных частиц с атомами поглотителя последним может быть передана энергия, достаточная для перехода электронов на более высокие энергетические уровни (возбуждение атомов) и даже отрыва электронов от атомов (ионизация). Эти потери называются ионизационными. Энергия a - частицы при таких взаимодействиях теряется относительно малыми порциями. Так, средний потенциал возбуждения атомов и молекул воздуха составляет 35 эВ. При прохождении a - частицы в воздухе процесс ионизации идет до тех пор, пока ее энергия не станет меньше потенциала ионизации молекул вещества. после этого a - частица, захватив два электрона, превращается в нейтральный атом гелия. Вслед за a - частицей образуется колонка ( цепочка) ионов, плотность которых к концу пути возрастает. Общее количество пар ионов можно оценить, разделив начальную энергию a - частицы (4-8 МэВ) на средний потенциал возбуждения (35 МэВ). Для воздуха число таких пар составляет 10 5, т.е. очень велико. В связи с этим радиационное поражение живого организма a - радиоактивными препаратами представляет значительную опасность.

Потери энергии на образование ядер отдачи

В результате взаимодействия положительно заряженных a - частиц с ядрами вещества поглотителя возможно их упругое столкновение. В этом случае изменяется скорость частицы по направлению и по величине, а ядра смещаются из положения равновесия. Возникают так называемые ядра отдачи. Если вещество поглотителя представляет собой идеальный кристалл, то после прохождения a - частицы в нем возникают точечные дефекты кристаллической решетки. Для a - частиц, движущихся в воздухе, потерями энергии на образование атомов и ядер отдачи можно пренебречь по сравнению с ионизационными, поскольку вероятность столкновения a - частицы с ядрами весьма мала.

Радиационные потери

Как известно, ускоренное движение заряда сопровождается электромагнитным излучением, называемым тормозным излучением. Потери энергии частицы на формирование электромагнитного излучения (радиационные потери энергии) для a - частиц в воздухе, как показывают опыт и теоретические расчеты, пренебрежимо малы по сравнению с ионизационными.

Таким образом, для a - частицы, движущейся в воздухе, потери энергии обусловлены в основном процессами возбуждения и ионизации атомов и молекул. Вследствие того, что масса a - частицы превосходит массу электронов почти в 10000 раз, ее траекторию в воздухе можно считать практически прямолинейной. Она может отклониться лишь при взаимодействии в полем ядер вещества- поглотителя (редкие события).

Далее Назад