核物理基礎(chǔ)與輻射防護(hù)-展示頁
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【正文】 (mm, MeV) Air ： R~400E?max ， (cm, MeV) 對比： 4MeV ?在空氣中的射程約為 。 20220530 19 1) 單能電子 的吸收與 β 粒子 吸收的差別 由于 單能電子 和 β 粒子 易受散射，其吸收衰減規(guī)律 不同于 α粒子 。 電子的 射程 和 路程 相差很大。 2NZS r a d ?20220530 17 ????????????????? ?342ln4137)1(204204cmEcmeZN EZdxdEr a d對電子 ，其 輻射能量損失率 為： ? ?? ? 700// ZEdxdEdxdEi onr ad ??電子 的 兩種能量損失率 之比 ： E的單位為 MeV 探測學(xué)中所涉及快電子的能量 E 一般 不超過 幾個 MeV，所以， 輻射能量損失 只有在 高原子序數(shù) (大 Z)的 吸收材料中才是重要的。 ES ra d ?(3) ： 輻射損失率 與 吸收物質(zhì) 的 NZ2成 正比 。 (2) ： 輻射損失率 與 帶電粒子 的 能量 E成 正比 。 21mS rad ?當(dāng)要吸收、屏蔽 β 射線時，不宜選用重材料。 量子電動力學(xué)計算表明，輻射能量損失率服從： 入射粒子 的 電荷 、 能量 及 質(zhì)量 222NZm EzdxdEr ad??????? ?吸收物質(zhì) 的 原子序數(shù) 和 單位體積的原子數(shù) 20220530 16 222NZmEzdxdESr adr ad ??????? ??討論： (1) ： 輻射損失率 與 帶電粒子 靜止質(zhì)量 m的 平方成反比 。 ???????? ????????????????? ? 222222220204 )11(81)1()112)(2(l n)1(2lnπ2 ?????IEvmvmNZedxdEi on電子 電離能量損失率 的 Bethe公式： 20220530 15 輻射能量損失 ： 帶電粒子 穿過物質(zhì)時受物質(zhì) 原子核 的 庫侖作用 ， 其 速度 和運動方向 發(fā)生變化， 會伴隨發(fā)射 電磁波， 即 軔致輻射 。 重帶電粒子 相對 速度??； 重帶電粒子 主要 通過 電離損失 而損失能量； 重帶電粒子 在介質(zhì)中的 運動徑跡 近似為 直線 。 入射粒子能量高 ， 其射程長 ；反之則短。因此， 重帶電粒子 的 射程與其路程相近 。 入射粒子在物質(zhì)中行徑的 實際軌跡的長度 稱作 路程（ Path)。 NZSio n ?z入射粒子電荷數(shù)， v入射粒子速度， m0為電子靜止質(zhì)量， N靶物質(zhì)單位體積的原子數(shù)， Z靶物質(zhì)原子的原子序數(shù)， I靶物質(zhì)平均等效電離電位。 ionS(2) 與 帶電粒子 的 電荷 z的關(guān)系； 2zS i o n ?ionS(3) 與 帶電粒子 的 速度 v的關(guān)系： 非相對論 情況下， B隨 v變化緩慢，近似與 v無關(guān)。 i oni on dxdESS ?????? ???2) Bethe 公式 (Bethe formula) Bethe公式是描寫 電離能量損失率 Sion與 帶電粒子速度 v、 電荷 Z等關(guān)系的經(jīng)典公式。 按能量損失作用的不同，能量損失率可分為 “ 電離能量損失率 ” 和 “ 輻射能量損失率 ” 。 重帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 重帶電粒子與物質(zhì)相互作用的特點 重帶電粒子 均為 帶正電荷 的 離子 ； 重帶電粒子 主要 通過 電離損失 而損失能量，同時使介質(zhì)原子 電離或激發(fā) ； 重帶電粒子在介質(zhì)中的 運動徑跡 近似為 直線 。實際上，這是入射粒子與整個靶原子的相互作用 。 (4)、帶電粒子與核外電子的彈性碰撞 受 核外電子 的庫侖力作用，入射粒子改變運動方向。但對電子卻是引起反散射的主要過程。碰撞后，絕大部分能量仍由入射粒子帶走，但運動方向被偏轉(zhuǎn)。 彈性散射過程中 ， 入射粒子和原子核的 總動能不變 ， 即入射粒子 既不輻射光子 ， 也不 激發(fā)或電離原子核 ， 但入射粒子受到偏轉(zhuǎn) ， 其運動方向改變 。 尤其 對 β 粒子 與物質(zhì)相互作用時， 輻射損失 是其 重要的一種能量損失方式 。 (2)、輻射損失 —— 與原子核的非彈性碰撞過程 入射帶電粒子與 原子核 之間的 庫侖力作用 ，使入射帶電粒子的 速度 和 方向 發(fā)生變化，伴隨著發(fā)射 電磁輻射 — 軔致輻射 Bremsstrahlung。 電離 —— 核外層電子克服束縛成為 自由電子 ，原子成為正離子。 (b) 輻射損失－帶電粒子與靶 原子核 的非彈性碰撞過程。 ????? 222221212121E? 為內(nèi)能項 0?? E彈性碰撞 （即動能守恒） 0?? E非彈性碰撞 （即動能不守恒） 0?? E為 第一類非彈性碰撞 ，如入射粒子與處于基態(tài)的核碰撞，且使核激發(fā)； 0?? E為 第二類非彈性碰撞 ，如入射粒子與處于激發(fā)態(tài)的核碰撞，且使其退激。 射線與物質(zhì)相互作用的分類 Charged Particulate Radiations Uncharged Radiations Heavy charged particles Neutrons Fast electrons Xrays and ? rays ..., Tdp??e ??彈性碰撞與非彈性碰撞 EMVmvMVmv 39。 本課程討論對象為 致電離輻射 ，輻射能量 大于 10eV。第五章 射線與物質(zhì)的相互作用 Radiation Interactions with Matter 概述 什么是射線？ 射線 ，指的是如 X射線、 ?射線、 ?射線、 ?射線等，本質(zhì)都是 輻射粒子。 射線與物質(zhì)相互作用是
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