第五章 射线与物质的相互作用

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1、11重带电粒子与物质的相互作用；快速电子与物质的相互作用； 射线与物质的相互作用；中子与物质的相互作用。第五章射线与物质的相互作用具有一定动能的射线会与物质发生相互作用。2一电离辐射的种类二弹性碰撞和非弹性碰撞三带电粒子在物质中的慢化5.1 概述3带电粒子辐射),(tdp重带电粒子辐射)(e快速电子非带电粒子辐射),(x电磁辐射中子 电离辐射：能量大于10eV量级的射线。一电离辐射的种类4 相互作用过程中，满足能量守恒：EMVmvMVmv2 2 2221212121 当E = 0时，弹性碰撞； 当E 0时，非弹性碰撞； E 0时，与基态原子碰撞，原子被激发； E 0时，与激发态原子碰撞。二弹性

2、碰撞和非弹性碰撞 带电粒子通过库仑力与物质发生相互作用。5从微观上看：碰撞机制： 与原子、原子核碰撞；弹性、非弹性碰撞。碰撞后： 入射粒子能量损失； 或能量、方向改变后出射； 或入射粒子消失，产生新粒子。从宏观上看： 不管作用机制如何，穿过物质的射线强度比入射强度减小。6 入射带电粒子所带电荷与原子中核外电子、原子核发生的库仑相互作用。 入射带电粒子在相互作用过程中逐渐慢化。 在入射带电粒子与电子的一次碰撞中，靶原子的电子获得的动能只占入射离子动能的很小的一部分。 质子入射时：0max5001EE三带电粒子在物质中的慢化71、带电粒子与核外电子的非弹性碰撞带电粒子与核外电子的非弹性碰撞 核外电

3、子获得能量，引起电离或激发。电离：产生自由电子、正离子，主要在最外层电子。 激发：电子跃迁，原子处于激发态，退激发光。电离损失是带电粒子在物质中损失动能的主要方式。8当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰撞，以使靶物质原子电离或激发的方式而损失其能量，我们称它为电离损失电离损失。2、带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞带电粒子与靶原子核的非弹性碰撞 入射带电粒子速度和方向发生变化，同时发射电磁辐射韧致辐射。辐射损失是轻带电粒子损失动能的一种重要方式。 当入射带电粒子与原子核发生非弹性碰撞时，以辐射光子损失其能量，我们称它为辐射损失。93、带电粒子与靶原子核的弹性散射带电粒子与靶原子核的弹性散射 入射粒

4、子不辐射光子，不激发原子核，方向偏转； 入射粒子损失一部分动能，靶核得到反冲。 叫做核碰撞损失，核阻止； 主要对低能重离子入射。4、带电粒子与核外电子的弹性散射带电粒子与核外电子的弹性散射 与电子的库仑作用，使入射粒子方向偏转； 入射粒子损失一部分动能，但能量转移很小，电子能量状态不发生改变。 100eV以下的粒子才需考虑。10一重带电粒子在物质中的能量损失二重带电粒子的射程5.2 重带电粒子与物质的相互作用 与核外电子的非弹性碰撞； 与原子核的非弹性碰撞。11一重带电粒子在物质中的能量损失1. 能量损失率： 入射带电粒子在物质中经过单位路程损失的能量。dxdES 有：电离损失率，辐射损失率。