Длина излучения - Radiation length

В физике радиационная длина характеристика материала, связанная с потерей энергии высокой энергии частицы электромагнитно взаимодействует с ним.

Определение

В материалах с высоким атомным номером (например, W, U, Pu) электроны энергии> ~ 10 МэВ теряют энергию преимущественно на тормозное излучение, и высокоэнергетические фотоны от
е⁺

е⁻
парное производство. Характерное количество вещества, которое проходит через эти взаимосвязанные взаимодействия, называется радиационной длиной. $Икс 0$ , обычно измеряется в г · см⁻². Это и среднее расстояние, на котором высокоэнергетический электрон теряет все, кроме $ 1 ⁄ е$ своей энергии тормозным излучением^[1], и⁷⁄₉ из длина свободного пробега для парное производство фотоном высокой энергии. Это также подходящий масштаб для описания высокоэнергетических электромагнитных каскадов.

Радиационная длина для данного материала, состоящего из одного типа ядер, может быть аппроксимирована следующим выражением:^[2]

${ Displaystyle X_ {0} = 716,4 ; mathrm {g} , mathrm {cm} ^ {- 2} { frac {A} {Z (Z + 1) ln { frac {287} { sqrt {Z}}}}} = 1433 ; mathrm {g} , mathrm {cm} ^ {- 2} { frac {A} {Z (Z + 1) (11.319- ln {Z })}}}$ ,

где $Z$ это атомный номер и $А$ является массовое число ядра.

Для ${ displaystyle Z> 4}$ , хорошее приближение^[3]^{[непоследовательный ]} ${ displaystyle { frac {1} {X_ {0}}} = 4 left ({ frac { hbar} {m _ { mathrm {e}} c}} right) ^ {2} Z (Z +1) alpha ^ {3} n _ { mathrm {a}} log left ({ frac {183} {Z ^ {1/3}}} right)}$ ,

где ${ Displaystyle п _ { mathrm {а}}}$ - числовая плотность ядра, ${ displaystyle hbar}$ обозначает приведенный Постоянная Планка, ${ displaystyle m _ { mathrm {e}}}$ то масса покоя электрона, ${ displaystyle c}$ то скорость света, и ${ displaystyle alpha}$ то постоянная тонкой структуры.

Для электронов при более низких энергиях (ниже нескольких десятков МэВ ) потеря энергии на ионизация преобладает.

Хотя это определение может также использоваться для других электромагнитных взаимодействующих частиц за пределами лептоны и фотоны, наличие более сильных адронный и ядерное взаимодействие делает его менее интересной характеристикой материала; то длина ядерного столкновения и длина ядерного взаимодействия более актуальны.

Подробные таблицы радиационной длины и других свойств материалов доступны в Группа данных о частицах.^[2]^[4]

Смотрите также

использованная литература

^ М. Гупта; и другие. (2010). «Расчет радиационной длины в материалах». PH-EP-Tech-Note. Bibcode:2004ФЛБ..592 .... 1П.
^ ^а ^б С. Эйдельман; и другие. (2004). «Обзор физики элементарных частиц». Phys. Lett. B. 592 (1–4): 1–5. arXiv:astro-ph / 0406663. Bibcode:2004ФЛБ..592 .... 1П. Дои:10.1016 / j.physletb.2004.06.001. (http://pdg.lbl.gov/ )
^ Де Анжелис, Алессандро; Пимента, Марио (2018). Введение в физику элементарных частиц и астрономических частиц (2-е изд.). Springer. Bibcode:2018ipap.book ..... D. Дои:10.1007/978-3-319-78181-5. ISBN 978-3-319-78180-8.
^ "Атомно-ядерные свойства в группе данных о частицах".

Эта физика элементарных частиц –Связанная статья является заглушка. Вы можете помочь Википедии расширяя это.

[Gupta-1] М. Гупта; и другие. (2010). «Расчет радиационной длины в материалах». PH-EP-Tech-Note. Bibcode:2004ФЛБ..592 .... 1П.

[pdg-2] а ^б С. Эйдельман; и другие. (2004). «Обзор физики элементарных частиц». Phys. Lett. B. 592 (1–4): 1–5. arXiv:astro-ph / 0406663. Bibcode:2004ФЛБ..592 .... 1П. Дои:10.1016 / j.physletb.2004.06.001. (http://pdg.lbl.gov/ )

[3] Де Анжелис, Алессандро; Пимента, Марио (2018). Введение в физику элементарных частиц и астрономических частиц (2-е изд.). Springer. Bibcode:2018ipap.book ..... D. Дои:10.1007/978-3-319-78181-5. ISBN 978-3-319-78180-8.

[4] "Атомно-ядерные свойства в группе данных о частицах".

[1]

[2]

[3]

[4]