Курсовая работа на тему:

Взаимодействие бета-частиц с веществом

Для того чтобы уметь регистрировать ядерное излучение и для того чтобы уметь от него защищаться (если это нужно), необ­ходимо знать, за счет каких процессов теряет свою энергию части­ца, проходя через вещество; какова проникающая способность частиц; как зависят вероятности различных процессов взаимодей­ствия от параметров частицы (заряда, массы, энергии) и от свойств вещества (заряда ядер, плотности, ионизационного потен­циала).

Перечислим основные процессы взаимодействия заряженных частиц и Y-квантов с веществом (вопрос о взаимодействии нейтро­нов будет рассмотрен отдельно в главе, посвященной физике ней­тронов).

Взаимодействие заряженных частиц   со средой.

1. Основной причиной потерь энергии заряженной частицей   при прохождении через вещество   являются столкновения ее с атомами этого веще­ства. Ввиду того, что масса ядра всегда   велика по сравнению с массой электронов атома, можно достаточно четко провести раз­личие между «электронными столкновениями», при которых энер­гия падающей частицы передается    одному  из электронов атома, в результате чего происходит возбуждение   или ионизация атома (неупругое столкновение), и «ядерными Столкновениями», при ко­торых импульс и кинетическая энергия частицы частично перехо­дят в поступательное движение атома как целого (упругое столк­новение). Повторяясь, эти ядерные столкновения приводят к многократному рассеянию частиц в веществе.

2. Существенную роль в потерях энергии легких заряженных частиц (электронов) играет также радиационное торможение. Сущность этого процесса заключается в том, что при рассеянии заряженной частицы кулоновским полем ядра или электрона эта частица получает ускорение, что в соответствии с законами электродинамики всегда    приводит    к    электромагнитному   излучению. Возникает непрерывный спектр -лучей — тормозное излучение.

3.   В случае тяжелой частицы (протон,  - частица и др.), когда ее энергия достаточно велика для преодоления кулоновского барье­ра ядра, может произойти также процесс потенциального рассея­ния на ядрах или же ядерная   реакция,  сопровождающаяся вылетом из ядра различных частиц, испусканием  - квантов, делением ядра и др.

4.   При движении заряженной частицы   в среде   со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этой среде ,   где п — показатель преломления среды,  возникает специфическое свечение, названное излучением Вавилова—Черенкова.

Взаимодействие -излучения со средой.

 -лучи, проходя через вещество, теряют свою энергию главным образом за счет следую­щих явлений.

1. Комптон-эффект, или рассеяние    - квантов на электронах, при котором фотоны передают   часть своей энергии электронам атома.

2.   Фотоэффект, или поглощение     - кванта  атомом, когда вся энергия фотона передается электрону, вылетающему в результате этого из атома.

3.   Образование электрон-позитронных пар — процесс, который может происходить в поле ядра или другой частицы при энергиях -квантов

4.   Ядерные    реакции,    возникающие    обычно    при    энергиях -квантов, превышающих 10 МэВ.

Во многих физических экспериментах применяются пучки электронов, причем энергия электронов может быть самой раз­ной — от долей электронвольта до миллионов электронвольт. ............