1.带电粒子在物质中的“慢化”过程是怎样发生的? 2.带电粒子与靶物质原子的相互作用有那几种主要作用?对 于重带电粒子(a)和轻带电粒子(β)分别是那几种作用 占主要地位。 3.?射线与物质相互作用方式中主要有那几种?分别在什么能 量范围内占主要地位? 4.什么是射程?与路程有何不同。重带电粒子(α)和轻带电 粒子(β)的射程和路程有什么样的关系,为什么? 5.为什么?射线没有射程的概念? 请思考: 对于电子这样的轻带电粒子,辐射损失是能量损失的主要 方式,这样的说法对吗? 2.由于电离损失随防护物质原子核电核数增大而增大,因此 高能电子的防护应采用重元素。这样的说法对吗? 3.如何表示a粒子、β射线和γ射线对物质的穿透能力? 4.上述三种粒子对物质穿透能力的比较
1. 带电粒子在物质中的“慢化”过程是怎样发生的？ 2. 带电粒子与靶物质原子的相互作用有那几种主要作用？对 于重带电粒子（）和轻带电粒子（）分别是那几种作用 占主要地位。 3. 射线与物质相互作用方式中主要有那几种？分别在什么能 量范围内占主要地位？ 4. 什么是射程？与路程有何不同。重带电粒子（）和轻带电 粒子（）的射程和路程有什么样的关系，为什么？ 5. 为什么射线没有射程的概念？ 请思考： 1. 对于电子这样的轻带电粒子，辐射损失是能量损失的主要 方式，这样的说法对吗？ 2. 由于电离损失随防护物质原子核电核数增大而增大，因此 高能电子的防护应采用重元素。这样的说法对吗？ 3. 如何表示粒子、射线和射线对物质的穿透能力？ 4. 上述三种粒子对物质穿透能力的比较
射线与物质的相互作用 Radiation nteractions with matter
射线与物质的相互作用 Radiation Interactions with Matter
射线:核辐射、电离辐射,包括a等重带电粒子,β 射线等轻带电粒子,Ⅹ、γ射线,中子等 合物或混答物;可以是气体、液体和固体状态是化 物质:指各种化学元素,可以是单质,也可以 在我们的课程中,各种探测器就是利用射线与物质 的相互作用性质设计和制造的
• 射线：核辐射、电离辐射，包括等重带电粒子， 射线等轻带电粒子，X、射线，中子等。 • 物质：指各种化学元素，可以是单质，也可以是化 合物或混合物；可以是气体、液体和固体状态。 在我们的课程中，各种探测器就是利用射线与物质 的相互作用性质设计和制造的
弹性碰撞与非弹性碰撞 mv+=mv n+-M+△E 2 2 △E为内能项 ΔE=0弹性碰撞(即动能守恒) △E≠0非弹性碰撞(即动能不守恒) △E>0为第一类非弹性碰撞,如入射粒子与处于基 态的核碰撞,且使核激发; △E<0为第二类非弹性碰撞,如入射粒子与处于 激发态的核碰撞,且使其退激
mv M V mv M V E 2' 2 2 2 ' 2 1 2 1 2 1 2 1 E 为内能项 E 0 弹性碰撞（即动能守恒） E 0 非弹性碰撞（即动能不守恒） E 0 为第一类非弹性碰撞，如入射粒子与处于基 态的核碰撞，且使核激发； E 0 为第二类非弹性碰撞，如入射粒子与处于 激发态的核碰撞，且使其退激。 • 弹性碰撞与非弹性碰撞
从微观上看: 碰撞机制: 与核外电子、原子核碰撞:弹性、非弹性碰撞 碰撞后: 或入射粒子能量、方向改变后出射; 或入射粒子消失,产生新粒子。 从宏观上看: 不管作用机制如何,穿过足够厚 物质的射线强度比入射强度减小
从微观上看： 碰撞机制： 与核外电子、原子核碰撞；弹性、非弹性碰撞。 碰撞后： 或入射粒子能量、方向改变后出射； 或入射粒子消失，产生新粒子。 从宏观上看： 不管作用机制如何，穿过足够厚 物质的射线强度比入射强度减小
带电粒子(α、β)与物质的相互作用 不带电粒子(y、X)与物质的相互作用
•带电粒子（、）与物质的相互作用 •不带电粒子（、X）与物质的相互作用
带电粒子与靶物质原子的碰撞过程 慢化 快速入射带电粒子(裸核)←库仑相互作用>靶原子中电子和原子核 (带有电荷) (亦带有由 与核外电子碰撞 (m+M)? Eo E 500 动能转移(每次碰撞转移约1/500) 速度很低 通过连续的小能量转移,入射粒子 逐渐损失能量,速度变慢。 电子转移(电荷交换效应) 入射带电粒子从靶物质中俘获电子, 如果靶足够厚,入射粒子能量全部耗 尽后,成为中性原子停留在靶物质中
带电粒子与靶物质原子的碰撞过程 慢化 快速入射带电粒子（裸核）库仑相互作用靶原子中电子和原子核 （带有电荷） （亦带有电荷） 动能转移(每次碰撞转移约1/500) 通过连续的小能量转移，入射粒子 逐渐损失能量，速度变慢。 速 度 很 低 电子转移(电荷交换效应) 入射带电粒子从靶物质中俘获电子， 如果靶足够厚，入射粒子能量全部耗 尽后，成为中性原子停留在靶物质中。 max 0 500 1 max 2 0 E E ( ) 4 E m M m M E 与核外电子碰撞
慢化过程中,带电粒子与靶物质原子的相互作用有四类: ·与核外电子发生非弹性碰撞(电离损失或电子阻止) 与原子核发生非弹性碰撞(辐射损失或库仑激发) 与原子核发生弹性碰撞(核阻止) 与核外电子发生弹性碰撞
慢化过程中，带电粒子与靶物质原子的相互作用有四类： • 与核外电子发生非弹性碰撞（电离损失或电子阻止） • 与原子核发生非弹性碰撞（辐射损失或库仑激发） • 与原子核发生弹性碰撞（核阻止） • 与核外电子发生弹性碰撞
入射粒子入射粒子导致结果 重要性 运动方向能量损失 与电子改变不大不大电子电离或是能量损失的主要方式 非弹性碰撞 激发 与核改变较大高能电子电磁辐射或对β粒子是损失能量的重要方 非弹性碰撞 时较大原子核激发 式 与核改变较大不大原子核反冲入射能量很低或低速重离子 弹性碰撞 入射时,有重要贡献。 与电子改变较小很小 电子反冲只有在很低能量(100ev)的 弹性碰撞 B粒子入射时才需考虑 根据入射粒子种类和能区不同,及对不回靶物质, 各种相互作用的概率是不同的。因此,在一定情况 下,常常只考虑起主要贡献的一种或几种作用,而 忽略其他的。于是,带电粒子分为“轻”“重”及 快”“慢
根据入射粒子种类和能区不同，及对不同靶物质， 各种相互作用的概率是不同的。因此，在一定情况 下，常常只考虑起主要贡献的一种或几种作用，而 忽略其他的。于是，带电粒子分为“轻”“重”及 “快”“慢”。 入射粒子 运动方向 入射粒子 能量损失 导致结果 重要性 与电子 非弹性碰撞 改变不大 不大 电子电离或 激发 是能量损失的主要方式 与核 非弹性碰撞 改变较大 高能电子 时较大 电磁辐射或 原子核激发 对粒子是损失能量的重要方 式 与核 弹性碰撞 改变较大 不大 原子核反冲 入射能量很低或低速重离子 入射时，有重要贡献。 与电子 弹性碰撞 改变较小 很小 电子反冲 只有在很低能量（100eV）的 粒子入射时才需考虑
重带电粒子(α粒子等)与物质的相互作用 轻带电粒子(β射线)与物质的相互作用
•重带电粒子（粒子等）与物质的相互作用 •轻带电粒子（射线）与物质的相互作用