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文档简介

1、第二节 电子与物质的相互作用当快速运动的电子通过物质与其发生作用时,除引起电离能量损失外,还会产生轫致辐射和多次散射,在电子能量较低时,电离损失是主要的,在电子能量较高时,轫致辐射损失逐渐变得重要。正电子除了会发生湮没现象而放出光子外,与物质相互作用的其他情况与电子相同。 电子与物质的相互作用分类： 1、非弹性碰撞。 2、轫致辐射。 3、弹性碰撞。一 、电子的电离损失 在电子能量不很高时,电离和激发是电子在物质中损失能量的主要机制 （-dE/dx）不仅与吸收物质的原子密度和原子序数成正比,而且也与入射粒子速度的平方成反比。与粒子相比,在能量相同的情况下,电子比粒子速度大得多,因而电离损失率比粒

2、子小得多,电子在物质中的穿透本领却要比同能量的粒子大得多。 因此,粒子的比电离值与同能量的粒子的比电离值相比要小得多,一般为1/9-1/10左右。二、辐射损失轫致辐射（bremsstrahlung）轫致辐射：当高速运动的电子靠近原子核时，由于受到原子核库仑场的作用，电子速度和方向突然发生变化。这时，电子能量的一部分或全部转变为连续能量的电磁辐射发射出来。这就是轫致辐射。 电子在物质中通过单位路径时,因产生轫致辐射而损失的能量称为辐射损失率。辐射损失率与吸收物质原子序数的平方成正比,这说明高能电子射到重元素物质上更容易产生轫致辐射。 辐射损失和电离损失之比 （-dE/dx）r /（-dE/dx）

3、i = EZ/800 临界能量: 对于一定的物质,当电离损失和辐射损失相当时所对应的能量称为临界能量。 三 、弹性散射 反散射系数和反散射饱和厚度 f = (nb-n0 )/n0四、粒子的吸收和射程（1）粒子与物质的作用特点（与粒子相比） 射线的能量损失率比相同能量的粒子小。因此，它比粒子具有更大的穿透本领；粒子由于受到多次散射，方向不断改变，它的路径是弯弯曲曲的，因而路径长度大大超过射程（入射方向上的最大距离），这是与粒子很不同的地方；能量完全相同的电子，在同一物质中的射程差别很大；对衰变放出的电子，因能量是连续分布的，故没有确定的射程，一般所说的粒子射程是射线在吸收体中的最大射程Rmax。

4、（2）射线在物质中射程的计算 粒子的最大射程与粒子的最大能量Em之间有一定的关系。 对于铝吸收体0.8MeV Em3MeV Rm=0.542Em-0.133 Rm(gcm-2) Em (MeV) 0.15MeV Em0.8MeV Rm=0.407Em1.38线性厚度表示的射线在物质中的射程公式 对于铝 Rm=2Em Rm(mm) Em (MeV) 对于空气 Rm=420Em 例题 32P Em 1.70Mev Rm=0.5421.7-0.133=0.788g/cm2 R = 0.788/2.7=0.29cm R=21.7=3.4mm（3）射线在物质中的吸收。 射线在物质中的吸收曲线近似指数规律。 I= I0e-x 式中I0和I分别代表粒子入射前和通过物质厚度x后的射线强度，为线

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