Absorpcja promieniowania alfa

Absorpcja promieniowania alfa

Absorpcja promieniowania alfa odnosi się do procesu, w którym promieniowanie alfa jest pochłaniane przez materiał, przez który przechodzi. Proces ten zachodzi w wyniku wzbudzania i jonizacji atomów napromieniowywanego obiektu. Główne mechanizmy absorpcji to oddziaływania kulombowskie między cząstkami α a elektronami przenikanego materiału. Rzadziej występują reakcje jądrowe oraz rozpraszanie na jądrach atomowych. W trakcie absorpcji, ze względu na dużą masę cząstki α, jej tor ruchu pozostaje praktycznie niezmieniony. Strata energii na jednostkę długości przez cząstkę α, znana jako zdolność hamowania materiału, jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu prędkości cząstki:

−

d

E

d

x

∼

1

ν

2

.

{\displaystyle -{\frac {dE}{dx}}\sim {\frac {1}{\nu ^{2}}}.}

Gdy cząstka α utraci większą część swojej energii kinetycznej, a jej energia osiągnie wartość zbliżoną do energii termicznej, najczęściej przyłącza dwa elektrony, przekształcając się w atom helu.

Jedną z metod badania procesu absorpcji jest pomiar jonizacji właściwej, czyli liczby jonów powstających na jednostkę długości toru cząstki alfa. Jonizacja jest bezpośrednio proporcjonalna do energii cząstki:

N

p

j

=

E

w

,

{\displaystyle N_{pj}={\frac {E}{w}},}

gdzie:

N

p

j

{\displaystyle N_{pj}}

– całkowita liczba wytworzonych jonów,

E

{\displaystyle E}

– energia cząstki,

w

{\displaystyle w}

– współczynnik zależny m.in. od rodzaju materiału absorbującego, rodzaju cząstek oraz ich energii. W powietrzu wynosi około 34 eV.

Jedynie część energii kinetycznej cząstki przekształca się w jonizację. Pozostała energia zostaje zamieniona na ciepło, dysocjację cząstek oraz wzbudzenie atomów i innych cząstek. Przebieg krzywej Bragga dla cząstek alfa przypomina krzywą protonu. Intensywność jonizacji rośnie wraz ze spadkiem prędkości, a następnie gwałtownie maleje do zera.

Bibliografia

Encyklopedia techniki. Energia jądrowa. red. Jan Zienkowicz. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1970. (pol.). Brak numerów stron w książce

Linki zewnętrzne

Program obrazujący przechodzenie promieniowania (m.in. alfa) przez materię. [dostęp 2011-03-05].