Радиационная длина

Cтраница 3

Плотность вероятности испускания фотона в процессе торможения как функция частоты излучаемого фотона. [31]

Однако это не играет роли, так как энергия здесь нулевая. Хотя вероятность испускания фотона мала, но зато он уносит значительную часть энергии электрона. Поскольку энергетический спектр плоский, можно ожидать, что на каждой радиационной длине будет испущен один или два энергичных фотона. Это очень важно, потому что это означает, что электрон очень высокой энергии оставляет, скажем, около половины своей энергии в виде одного или двух энергичных фотонов еще в самом начале своего пути в атмосфере. Это естественно приводит нас к рассмотрению взаимодействия фотонов высоких энергий. [32]

Энергия, при которой потери на излучение и ионизацию сравнимы по величине, называется критической. Для энергии выше критической убывание энергии электронов с пройденным расстоянием х происходит по экспоненциальному закону е - 1х, где величина х0 называется радиационной длиной. [33]

Отсюда следует, что в воде ( Z 8) потери на излучение становятся сравнимыми с потерями на ионизацию при Те - 100 Мэв. Для свинца это наступает уже при Т 10 Мэв. Энергия, при которой потери на излучение и ионизацию становятся сравнимыми, называется критической. Для электронов с энергией выше критической радиационное излучение становится основным механизмом потерь энергии, - причем изменение энергии в зависимости от пройденного расстояния описывается ( в среднем) экспоненциальным законом. Расстояние х0, на котором энергия электрона уменьшается из-за радиационных потерь в е раз, называется радиационной длиной. [34]

Схематическая диаграмма, иллюстрирующая различение изотопов данного элемента. [35]

Диапазон энергий, в котором работают такие телескопы, приблизительно 0 1 - 1 ГэВ / нуклон, причем верхний предел определяется толщиной последнего детектора, который используется для полной остановки частиц. Например, потоки частиц высоких энергий значительно слабее, следовательно, потребуется либо большое время наблюдений, либо очень большие чувствительные площади приборов. Кроме того, следует значительно увеличить длину пробега в детекторе, чтобы частицы высокой энергии полностью останавливались в телескопе. Эта система содержит практически все типы детекторов. Искровые камеры с сетками позволяют определить направление прихода космических лучей. Одна из причин использования такого большого числа приборов состоит в необходимости - полностью перекрыть диапазон по Z от 1 до 100, а каждый детектор оптимально работает в определенном диапазоне энергий. Каждый вольфрамовый модуль состоит из чередующихся слоев вольфрама и сцинтиллятора, полная толщина стопки соответствует пяти радиационным длинам. Детектор, состоящий из вольфрамовых модулей, называется ионизационным спектрометром. Поскольку попавшая в него частица высокой энергии вызывает ядерный каскад, в котором конечными продуктами всех последующих взаимодействий являются заряженные частицы. [36]

Страницы: 1 2 3