Ионизационное торможение
Cтраница 2
Процесс захвата ц - - мезона происходит следующим образом. Благодаря ионизационному торможению р - - мезон быстро теряет свою скорость и, оказавшись вблизи ядра, захватывается им на одну из орбит, подобных тем, на которых находятся электроны атома, с той только разницей, что радиусы мезонных орбит в т / те 200 раз меньше электронных. [16]
Ниже подробно рассматриваются процессы взаимодействия со средой 7-квантов) заряженных частиц и нейтронов. Описываются основные механизмы взаимодействия заряженных частиц с веществом - ионизационное торможение, упругое рассеяние, тормозное, черепковское, синхротронное и переходное излучения, вклад ядерных реакций; взаимодействие 7-квантов с веществом - фотоэффект, эффект Комптона, образование электронно-позитронных пар, когерентное рассеяние и ядерный фотоэффект; взаимодействие нейтронов с веществом - ядерные реакции с участием нейтронов; некоторые данные о взаимодействии античастиц с веществом. [17]
Взаимодействие тг - мезонов ( пионов) с веществом происходит в несколько стадий. При высоких энергиях, как и для других заряженных частиц, происходит ионизационное торможение тг - мезонов. Установлено, что при средних скоростях частиц ( О, 5 - г 0 7с) тормозная способность вещества для тг - мезонов несколько выше, чем для тг - - мезонов, а полные пробеги, наоборот, несколько больше для тг - - мезонов, чем для тг - мезонов. [18]
Большое разнообразие перечисленных процессов не позволяет рассматривать их все в одном месте. Ниже будут достаточно подробно описаны главные виды взаимодействия со средой заряженных частиц ( ионизационное торможение, упругое рассеяние, радиационное торможение, черепковское излучение) и Y-квантов ( фотоэффект, эффект Комптона, образование элек-тронно - П оаитронных пар), а также будет кратко охарактеризовано взаимодействие со средой нейтронов. [19]
По виду формулы (113.7) или (113.11) можно было бы думать, что заметный вклад в ионизационное торможение (113.12) вносят только те области частот, в которых имеется существенное поглощение. Это, однако, необязательно, и в указанных формулах может содержаться заметный вклад также от областей, в которых s мало. [20]
По виду формулы ( 113 7) или ( 113 11) можно было бы думать, что заметный вклад в ионизационное торможение ( 113 12) вносят только те области частот, в которых имеется существенное поглощение. Это, однако, необязательно, и в указанных формулах может содержаться заметный вклад также от областей, в которых е мало. В действительности, конечно, е ( со) не равно нулю строго, и потому нуль функции е ( со) расположен не на самой вещественной оси, а чуть ниже ее. Это значит, что при использовании проходящего через нуль вещественного выражения для е ( со) полюс подынтегрального выражения должен быть обойден сверху, и это дает соответствующий вклад в интеграл. [21]
Зависимость времени жизни т - мезона от заряда ядра Z атомов вещества означает, что ц - - мезон может быть захвачен атомом вещества с образованием так называемого мезоатома. Они образуются при ионизационном торможении [ jr - мезона вблизи ядра. Потеряв свою энергию, [ дг-мезон захватывается на одну из орбит, подобных электронным, но с радиусом в я 200 раз меньшим. [22]
Зависимость времени жизни Тц - - мезона от заряда ядра Z атомов вещества приводит к тому, что ц - - мезон может быть захвачен атомом вещества с образованием так называемого мезоатома. Среди атомов, содержащихся в периодической системе элементов Менделеева, мезоатомов нет. Они образуются при ионизационном торможении л - - мезона вблизи ядра. Потеряв свою энергию, - мезон захватывается на одну из орбит, подобных электронным, но с радиусом, в ( тц / те) 200 раз меньшим. За короткое время ( 10-и - 10 - 13 с) ц - - мезон может переходить из одного энергетического состояния в мезоатоме в другое ( с одной орбиты на другую), излучая у фотоны. По существованию такого излучения и измерению его энергии были сделаны выводы об образовании мезоатомов. Мезоатом существует короткое время, пока Л - - мезон не распадется или не будет захвачен протоном ядра. К мезоатомам с успехом применяется боров-екая теория водородоподобных систем. [23]
Зависимость времени жизни т - мезона от заряда ядра Z атомов вещества приводит к тому, что ц - - мезон может быть захвачен атомом вещества с образованием так называемого мезоатома. Среди атомов, содержащихся в периодической системе элементов Менделеева, мезоатомов нет. Они образуются при ионизационном торможении [ 1 - - мезона вблизи ядра. Потеряв свою энергию, ц - - мезон захватывается на одну из орбит, подобных электронным, но с радиусом, в ( mll / me) 200 раз меньшим. За короткое время ( 10 - 14 - 10 - 13 с) ц - - мезон может переходить из одного энергетического состояния в мезоатоме в другое ( с одной орбиты на другую), излучая у-фотоны. По существованию такого излучения и измерению его энергии были сделаны выводы об образовании мезоатомов. Мезоатом существует короткое время, пока ц - - мезон не распадется или не будет захвачен протоном ядра. К мезоатомам с успехом применяется боров-екая теория водородоподобных систем. [24]
Поэтому при прохождении пучка адронов достаточно высокой ( 20 МэВ) энергии через вещество уменьшается не только энергия первичных частиц, но и плотность их числа. Соответствующее уменьшение потока описывается коэффициентом поглощения цядерн - Величина Цядерн в твердых телах и жидкостях имеет порядок десятков сантиметров. Это значит, что в среднем частица проходит в веществе десятки сантиметров, подвергаясь только ионизационному торможению. Это обстоятельство делает возможным рассмотрение действия приборов для регистрации частиц ( см. следующую главу) без учета ядерных взаимодействий регистрируемых заряженных частиц. С другой стороны, при расчете радиационной защиты для релятивистских ускорителей и космических кораблей учет ядерных взаимодействий необходим. [25]
 |
Полная интенсивность / (. всех групп ядер космического излучения. [26] |
При углублении в атмосферу Земли меняется как состав, так и интенсивность космического излучения. На больших высотах основную роль играют процессы генерации ливней. В дальнейшем, с уменьшением энергии вторичных частиц, ядерно-каскадные процессы затухают и общая интенсивность космического излучения начинает падать вследствие ионизационного торможения и поглощения медленных частиц. [27]
Протоны, пионы и большинство других заряженных частиц, кроме электронов и мюонов, начиная с энергий 20 - 30 МэВ, способны вступать в сильное взаимодействие с ядрами. Из-за коротко-действия ядерных сил столкновения с их участием происходят в Z ( атомн / ядерн) 2 т - е - примерно в 101 раз реже кулоновских столкновений с электронами. Поэтому при прохождении пучка адронов достаточно высокой ( 20 МэВ) энергии через вещество уменьшается не только энергия первичных частиц, но и плотность их числа. Соответствующее уменьшение потока описывается коэффициентом поглощения iwpH - Величина рйдерн в твердых телах и жидкостях имеет порядок десятков сантиметров. Это значит, что в среднем частица проходит в веществе десятки сантиметров, подвергаясь только ионизационному торможению. Это обстоятельство делает возможным рассмотрение действия приборов для регистрации частиц ( см. следующую главу) без учета ядерных взаимодействий регистрируемых заряженных частиц. С другой стороны, при расчете радиационной защиты для релятивистских ускорителей и космических кораблей учет ядерных взаимодействий необходим. [28]
Страницы: 1 2