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射线与物质相互作用 重带电粒子与物质相互作用 ? 射线与物质相互作用 ? 射线与物质相互作用 中子与物质相互作用 重带电粒子与物质相互作用 重带电粒子在物质中的能量损失 重带电粒子在物质中运动时，将与原子核和核外电子发生非弹性碰撞，从而导致带电粒子的能量损失。 带电粒子的能量损失分为核碰撞能量损失和电子碰撞能量损失。 对于高能(MeV)带电粒子，原子核碰撞所导致的能量损失远远小于与核外电子碰撞所导致的能量损失。 重带电粒子与物质相互作用 电子阻止本领：（经典近似） 重带电粒子与物质相互作用 重带电粒子与物质相互作用 电子阻止本领：（量子理论） Se只与入射粒子的速度有关，与质量无关 正比于入射粒子的电荷的平方和NZ 布拉格规则： Se=ASeX+BSeY 重带电粒子与物质相互作用 重带电粒子的射程 TRIM模拟程序 ? 射线与物质相互作用 电子的能量损失 电离损失： ? 射线与物质相互作用 辐射损失： 轫致辐射：库仑场对电子加速导致的电磁波辐射 切伦科夫辐射：vc/n ? 射线与物质相互作用 ? 射程 经验公式： 吸收公式： 弹性散射及反散射： 正电子的能量损失和散射过程与负电子的情况基本相同，但正电子慢化后将会与负电子发生湮灭。 ? 射线与物质相互作用 光电效应 光电子能量： 光电截面： ? 射线与物质相互作用 Computon散射 运动学关系： ? 射线与物质相互作用 散射截面 单电子： 原子： ? 射线与物质相互作用 电子对效应：光子在库仑场的作用下转换为正负电子对 能量关系： 电子对效应截面： ? 射线与物质相互作用 三种效应与原子序数和光子能量的关系 ? 射线与物质相互作用 ? 射线的吸收 化合物和混合物中的质量吸收系数： ? 射线与物质相互作用 中子与物质相互作用 核反应：中子可以与所有原子核发生核反应 弹性散射：中子与原子核发生弹性散射-中子慢化 核裂变：将重核裂变为轻核 中子活化：原来稳定的原子核，经俘获中子后变成具有放射性的原子核的过程。 中子与物质相互作用 * * Ze, M, v e, m fy fx r b dx db b v ? ? hv Ee hv’ * * *