Absorpcja promieniowania beta

Absorpcja promieniowania beta

Absorpcja promieniowania beta to proces, w którym dochodzi do pochłaniania promieniowania β, składającego się z elektronów lub pozytonów, przez różne substancje. Zjawisko to wynika z interakcji promieniowania beta z materią, co prowadzi do wzbudzania i jonizacji atomów, oddziaływań kulombowskich z elektronami oraz emisji promieniowania hamowania. Straty energii cząstek beta są zazwyczaj dzielone na dwie części: kolizyjną (oznaczaną jako c, straconą w wyniku zderzeń) i radiacyjną (oznaczaną jako r, wypromieniowaną):

(

d

E

d

x

)

c

=

W

I

,

{\displaystyle \left({\frac {dE}{dx}}\right)_{c}=WI,}

(

d

E

d

x

)

r

=

Z

2

E

N

,

{\displaystyle \left({\frac {dE}{dx}}\right)_{r}=Z^{2}EN,}

gdzie:

W

{\displaystyle W}

– energia wymagana do wytworzenia pary jonów,

I

{\displaystyle I}

– liczba par jonów, które zostały wytworzone,

Z

{\displaystyle Z}

– liczba atomowa substancji pochłaniającej,

E

{\displaystyle E}

– energia cząstki β,

N

{\displaystyle N}

– gęstość atomów substancji, która pochłania promieniowanie.

Ze względu na niewielką masę elektronów i pozytonów, podczas absorpcji tracą one nie tylko energię, ale także zmieniają tor swojego ruchu. Oznacza to, że wiązka równoległych cząstek beta, po wniknięciu w substancję, ulega znacznemu rozproszeniu, a każda z cząstek porusza się po innym torze, często o bardzo zróżnicowanej długości.

Tor antyelektronów (czyli pozytonów) w typowej substancji jest zawsze dłuższy niż tor elektronu. Dzieje się tak z powodu identyczności ładunków pozytonu i jądra atomowego – odpychają się one, co skutkuje mniejszą utratą energii kinetycznej przez pozyton. Proces pochłaniania pozytonu w normalnej materii kończy się jego anihilacją w momencie zetknięcia z elektronem.

Bibliografia

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

Ryszard Szepke: 1000 słów o atomie i technice jądrowej. Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1982. ISBN 83-11-06723-6. (pol.). Brak numerów stron w książce