Источники бета-излучения. Взаимодействие электронов с веществом.

Источниками бета-излучения являются ядра, претерпевающие бета-распад.

Бета-распадом называется самопроизвольное превращение атомного ядра, при котором его заряд (Z) меняется на единицу, а массовое число (A) остается неизменным.

Различают три вида бета-распада:

1. β−-распад, при котором в ядре происходит превращение нейтрона в протон и из ядра испускаются электрон (e−) и анти-нейтрино ( ):

AZ → A(Z + 1) + e− + . (5.1)

При β−-распаде ∆Z = +1.

2. β+-распад, при котором в ядре происходит превращение протона в нейтрон и из ядра испускаются позитрон (e+) и нейтрино ( ):

AZ → A(Z − 1) + e+ + νe.

Электроны, проходя через вещество, испытывают упругое и неупругое рассеяние. При упругом рассеянии часть кинетической энергии падающего электрона передается ядру Источники бета-излучения. Взаимодействие электронов с веществом., которое можно считать неподвижным. В результате многократного упругого рассеяния узкий пучок моноэнергетических электронов, проходя через толстый слой вещества, постепенно расширяется. При неупругом рассеянии электроны расходуют свою энергию на возбуждение и ионизацию атомов поглотителя. Эти процессы обладают равной по порядку величины вероятностью и обычно объединяются под общим названием ионизационных потерьэнергии. Согласно теории Бора и Бете, средняя ионизационная потеря на единице пути при взаимодействии электронов с веществом (при b = v/c*0,5) определяется соотношением:

(2.10)

где e — заряд электрона; Z — порядковый номер атомов вещества; me — масса электрона; ve — скорость электрона; — средняя энергия ионизации атома вещества; — число атомов в единице объема вещества; M Источники бета-излучения. Взаимодействие электронов с веществом. — молярная масса вещества.

Величина изменяется относительно мало, поэтому величина зависит в основном от плотности тормозящего вещества и энергии электронов.

Некоторые вторичные электроны, возникающие на пути первичного электрона, могут обладать достаточной энергией, чтобы производить ионизацию. Полная плотность ионизации равна сумме пар ионов, производимых как первичными, так и вторичными электронами на пути первичной частицы.

Кроме потерь энергии на возбуждение и ионизацию, электроны теряют энергию вследствие испускания тормозного излучения, возникающего при ускорении электронов в кулоновском поле ядра. Эти потери энергии называются радиационными. Согласно теории Бете и Гайтлера, средние радиационные потери энергии электроном на единице пути равны

(2.11)

где — классический радиус электрона.

Следовательно, радиационные потери возрастают Источники бета-излучения. Взаимодействие электронов с веществом. пропорционально Z2, в то время как потери на ионизацию пропорциональны Z.

Полные потери энергии электронов в веществе складываются из ионизационных и радиационных потерь.


documentabpjlob.html
documentabpjsyj.html
documentabpkair.html
documentabpkhsz.html
documentabpkpdh.html
Документ Источники бета-излучения. Взаимодействие электронов с веществом.