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《輻射防護_第3章輻射與物質的相互作用.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第三章輻射與物質的相互作用1問題導讀?有哪些作用類型？?作用的過程？?作用的后果？?能量是如何沉積的？?宏觀上如何描述的？以劑量為目標，關注能量的轉移、沉積。2內容第一節(jié)帶電粒子與物質的相互作用第二節(jié)X、γ射線與物質的相互作用第三節(jié)中子與物質的相互作用第四節(jié)高能射線與物質的相互作用3第一節(jié)帶電粒子與物質的相互作用一、帶電粒子的種類和特性二、帶電粒子與物質相互作用的主要過程三、帶電粒子在物質中的射程四、比電離與LET4一、帶電粒子的種類和特性帶電粒子種類：重帶電粒子：α粒子、質子、μ介子帶電粒子電子：β射
2、線、電子二者區(qū)別：（1）質量不同?碰撞能力不同；（2）電荷數(shù)不同?電離能力不同。5二、帶電粒子與物質相互作用的主要過程電離和激發(fā)（與核外電子的非彈性碰撞）韌致輻射（與原子核的非彈性碰撞）主要彈性散射（與核外電子或原子核發(fā)生彈性碰撞）過程入射粒子能量很低，100eV核反應帶電粒子能量很高湮沒輻射與切倫科夫輻射61、電離、激發(fā)—碰撞阻止本領重帶電粒子轉移給軌道庫侖相互作用電子的能量：帶電粒子軌道電子電離激發(fā)7碰撞阻止本領?dE?dE?線碰撞阻止本領：???宏觀平均?dl?coldx帶電粒子在介質中每單位路徑
3、長度上由于電離和激發(fā)而損失的平均能量。1?dE?1dE?質量碰撞阻止本領：???ρ?dl?colρdx線碰撞阻止本領除以密度，消除密度的影響。8重帶電粒子dE42e4NZ(3?109)4?v2??z2m022??ln()?ln(1??)???2-6dxm0v(1.6?10)?I?單位：MeV/cm式中：z=帶電粒子的電荷數(shù)；e=單位電荷，1.6?10-19C；注：動能單位要與I一m0=電子的靜止質量，g致，加個轉換系數(shù)，v=帶電粒子的速度，cm/s6.23×105MeV/(g.cm2/s2)N=介質中每
4、立方厘米的原子個數(shù)；Z=介質的原子序數(shù)；NZ=介質中每立方厘米的電子數(shù)；?=相對速度，?=v/cI=介質原子各殼層電子的激發(fā)和電離能的平均值，MeV?5?5對空氣，I?8.6?10對其他物質，I?1.35?10Z。9重帶電粒子例：1MeV質子在鋁中的碰撞阻止本領。解：已知，質子質量m=1.67×10-24g，電子質量m=9.11×10-28g。0對于1MeV質子在鋁中的情況，有：?mv2=1MeV?v=1.385×109cm/s；?又，已知鋁的摩爾質量為27g/mol，密度為2.7g/cm3，鋁的有效原
5、子序數(shù)為13，可得N=6.02×1022，1/cm3，NZ=7.826×1023，1/cm3;β=v/c=0.046152；代人公式，最終得到：dE/dx=471MeV/cm10重帶電粒子2dEzNZ分析：?2dxv（1）電離損失與介質的電子密度（NZ）成正比；（2）電離損失與重帶電粒子的速度（v2）成反比；（3）電離損失與重帶電粒子的電荷數(shù)z2成正比；（4）電離損失與重帶電粒子的能量E關系復雜；11重帶電粒子2dEzNZ???~2dxv碰撞阻止本領隨粒子能量的變化12重帶電粒子dEkeneticene
6、rgy平均碰撞阻止本領：?dlRangeStoppingpowerS1dE???dl13電子2494??2??dE?eNZ(3?10)EmEk?2?2-62?ln?22????dxEm?(1.6?10)??I(1??)??單位：MeV/cm式中：e=單位電荷，1.6?10-19C；N=介質中每立方厘米的原子個數(shù)；Z=介質的原子序數(shù)；NZ=介質中每立方厘米的電子數(shù)；Em=電子質量的等效能量，0.511MeV；Ek=電子或貝他粒子的動能，MeV；β：相對速度，??v/cI=介質原子各殼層電子的激發(fā)和電離能的
7、平均值，MeV對空氣，?5，對其他物質，?5I?8.6?10I?1.35?10Z14電子dENZ分析：?2dxβ（1）電離損失與物質的電子密度（NZ）成正比；?作用概率（2）電離損失與電子的能量（β2）成反比；?作用時間15電子例：一個0.1MeV的電子通過標準空氣時1cm可產(chǎn)生多少離子對？（空氣每立方厘米的電子個數(shù)為3.88?1020，空氣每產(chǎn)生一個離子對約需34eV）解：162、韌致輻射—輻射阻止本領韌致輻射：帶電粒子在原子核庫侖場中被減速或加速，其部分或全部動能，轉變?yōu)檫B續(xù)譜的電磁輻射。其能量損失
8、稱為輻射損失。17輻射阻止本領輻射阻止本領：計算韌致輻射的能量損失沒有簡單的表達式。mc2<>137mc2Z-1/3時：21?dE?K1?E?mc?ZZ?????1832?2?1???2??4ln1/3??MeV?cm?g??dx?rad2?Mamc
