Sahifa 1 Radioaktivlik, radionuklidlar va nurlanish

103-sahifa

zaryadlangan zarralar bir xil energiyani sarflaydi, shundan bitta polo

nosozlik ionlashishga, ikkinchisi qo'zg'alish va elastik to'qnashuvlarga to'g'ri keladi.

molekulalar bilan yangiliklar.

Masalan, zarracha uchun bir juft ion hosil bo'lish energiyasi

havoda 34 ev. Ushbu energiyadan molekulani ionlash uchun

15 evro iste'mol qilinadi, qolgan 19 evro esa qo'zg'alish va elastiklikka sarflanadi

to'qnashuvlar. Energiya Ea = 4.2 MeV bo'lgan a-zarracha o'tayotganda

(238U) yutilishidan oldin 105 ion jufti hosil bo'ladi. Yo'lning oxirida

a-zarralar, bu erda u kamroq energiyaga ega bo'lsa, o'ziga xos ionlanish bo'ladi

yo'lning boshiga qaraganda ancha yuqori (1 mm yo'lga 7000 ion jufti)

(3000 juft ion).

Ionizatsiyaning o'ziga xos energiya yo'qotilishi - energiya nisbati

o'tish paytida muhitning ionlanishidan yo'qolgan zaryadlangan zarracha

yo'lning ushbu bo'lagi uzunligiga ma'lum masofa. Maxsus yo'qotishlar

energiyalar zarracha energiyasining pasayishi bilan va ayniqsa keskin ko'payadi

materiyada to'xtamasdan oldin (Braggning eng yuqori nuqtasi). Bragg egri chizig'i

a-zarralar shakl. bitta.

Shakl: 2. masofa ener bilan o'zgarishi

E = 5.49 MeV bo'lgan a-zarracha yo'qotgan energiya

uning havo yo'lidagi birligi (Bragg egri chizig'i)

ha).

Agar material orqali uchib ketsa

zarracha katta energiyaga ega,

elektronning atomdagi bog'lanish energiyasidan,

o'ziga xos ionlashtiruvchi energiya yo'qotishlari

og'ir zaryadlangan zarralar uchun gii Bethe formulasi bilan tavsiflanadi

Burga:

dE

dx

ln 2m'c - ---- ln (1 - 2) - 2 -SU da

[erg / sm],

(3)

bu erda E - zarrachaning kinetik energiyasi, me - elektronning massasi (tes =

511 keV - elektronning tinchlanish energiyasi); e - elektron zaryadi; s - tezlik

Sveta; v - zarrachalarning tezligi; ichida = v / c; Zj - zarracha zaryadi; ne - zichlik

moddalar tarkibidagi elektronlar; 7 = (13,5Zj) -1,6-10 "12 - ionlanish potentsiali

zarracha o'tadigan muhitning atomlari (erg); Z2 - uchun

muhitning bir qator yadrolari; S va U zichlik ta'sirini hisobga oladigan atamalar

va K va L - elektronlarning yadro bilan bog'lanish kuchlari .

Bethe-Bloch formulasidan ma'lum energiya yo'qotilishi kelib chiqadi

zaryadlangan zarracha bu zarrachaning massasiga bog'liq emas, balki oxiriga bog'liq

elektronlarning o'rtacha va kvadratik markazlashishi zarracha zaryadiga bog'liq,

va uning tezligining funktsiyasi:

(p (v) ~ v2: dE « Z 2ney {v)

dx

(4)

DE / dx funktsiyasi, kichik doiradagi barcha zarralar uchun universaldir

tezlik 1 / p2 ga o'zgaradi, ya'ni. chunki bu nonrelativistni sekinlashtiradi

4 ^ _Z re 4

2018-04-02 121 2

m „v e

132

104-bet

uning sekinlashishi keskin oshadi. Pa qiymatining oshishi bilan

funktsiyadagi parametr minimal darajaga etadi. Shuning uchun, o'rtacha relyativist

Ushbu zarracha "minimal ionlashtiruvchi" deb nomlanadi. Keyinchalik

Parametr o'sishi bilan zararlar asta-sekin o'sib boradi.

DE / dx ning muhit xususiyatlariga bog'liqligi nisbati bilan aniqlanadi

Ko'pgina moddalar uchun Z2 / A 112 ga yaqin. O'rtacha kuchning ta'siri

(3) tenglamada "logarifma ostida" bo'lgan ionlash ionizatsiyasi I kichikdir.

Yagona zaryadlangan minimal ionlashtiruvchi zarracha uchun yo'qotish bo'ladi

1 dan 2 MeVcm21g gacha.

Maxsus energiya yo'qotishlari elektr soniga to'g'ri proportsionaldir

yangi modda va ionlanish natijasida energiyani yo'qotadigan zarrachaning zaryad kvadrati

va og'ir zarrachaning tezligi kvadratiga teskari proportsionaldir.

Ular zarrachaning moddadan o'tuvchi m massasiga bog'liq emas (at

shart m >> me), lekin mohiyatan zarracha tezligiga bog'liq. Udel

energiya yo'qotishlari chiziqli ravishda atom elektronlarining zichligiga bog'liq

n Ikki moddada ionlanishning o'ziga xos energiya yo'qotishlari

ushbu moddalarning seriya raqamlari sifatida bir-biriga:

Shunday qilib, qo'rg'oshin tarkibidagi protonning ionlanish yo'qolishi (Z2 = 82) 16 marta

uglerodga qaraganda ko'proq (Z2 = 6).

Agar zarracha bir nechtadan iborat moddada harakatlansa

atomlarning energiyasiga xos bo'lgan yo'qotishlar samaradorlikni tavsiflaydi

seriya raqami Z3 ^. Bu bir hilning seriya raqamiga teng

o'ziga xos yo'qotishlar bir hil bo'lmagan bilan bir xil bo'lgan moddalar

modda. Samarali tartib raqami narxga teng kelmasligi mumkin

elementlar bilan bir xil raqam. Shunday qilib, havo Z3 ^ = 7.64 ga bog'liq.

Kompleksga ega bo'lgan moddada o'ziga xos ionlanish energiyasining yo'qotilishi

kimyoviy tarkibni formula bo'yicha hisoblash mumkin

qaerda M birikmani molekulyar og'irligi, Ni turdagi atomlar soni i bilan

molekuladagi Ai atom og'irligi , (dE / dx) - berilgan uchun o'ziga xos yo'qotishlar

oddiy modda.

Energiya yo'qotishlari zarrachalarning sekinlashishiga olib keladi. Zarar tebranishlari

tasodifiy tabiatdan kelib chiqadigan har bir alohida zarracha uchun energiya

jarayon diapazonlarning kengayishiga olib keladi. Statistik

ionlash jarayonining tabiati sezilarli tebranishlarga olib keladi

ionlanish yo'qotishlari.

Ionlanishning katta qismi ikki bosqichda sodir bo'ladi. Birinchidan

bosqichida, tushayotgan zarracha to'g'ridan-to'g'ri elektroni urib tushiradi

biz birlamchi ionlashamiz. Birlamchi kinetik energiya spektri

tez tushayotgan elektronlar: dN / dT ~ 1 / T2 . Etarlicha kuchli

(5)

(6)

133