重带电粒子与物质的相互作用 重带电粒子指a(4He2)、3He、p、d、t等带电 粒子 重离子是指Z>2的所有失去部分电子的离子 ·重带电粒子入射时,能量损失分为两部分:电子 阻止和核阻止。 对快带电粒子入射,比电子阻止小 个量级,可忽略。只有低速重带 电粒子入射时,才不能被忽略
重带电粒子与物质的相互作用 • 重带电粒子指 （4He2+）、3He、p、d、t等带电 粒子。 • 重离子是指Z>2的所有失去部分电子的离子。 • 重带电粒子入射时，能量损失分为两部分：电子 阻止和核阻止。 对快带电粒子入射，比电子阻止小 三个量级，可忽略。只有低速重带 电粒子入射时，才不能被忽略
重带电粒子在单质物质中 的能量损失
重带电粒子在单质物质中 的能量损失
(一)电子阻止本领 与核外电子的非弹性碰撞过程 对于快速带电粒子,量子理论并考虑相对论及其 他修正因子后,能量损失的精确表达示为: ( Bethe- Block公式) de 4 7z e 2m v NZIIn +h(1-B2)-B2C 相对论修正值壳修正项, 电子阻止本领 B=vc,c是光速入射粒子的 Mev/cm 能量小于内壳 层电离能,内 层电子不参与 对入射粒子的 阻止作用
（一）电子阻止本领 对于快速带电粒子，量子理论并考虑相对论及其 他修正因子后，能量损失的精确表达示为： （Bethe-Block公式） Z C β β I m v NZ m v z e x E 2 2 2 0 2 0 2 4 e ln(1 ) 2 ln 4 d d 相对论修正值 =v/c，c是光速 壳修正项， 入射粒子的 能量小于内壳 层电离能，内 层电子不参与 对入射粒子的 阻止作用 ——与核外电子的非弹性碰撞过程 电子阻止本领 MeV/cm
电子阻止本领的特点 dE)4兀z2e NZ/ mov +ln(1-B2)-B may 阻止 Kr r I t…、.→x, 电 ),而与它的 质量子 目等,能量损失 率亦朴阻 止 阻止z本|“ 文正比。速度相 同的/领 越大,穿透本 领越弱 阻止z 子数和高密度物 质有车 电子阝 500I 3Mc2 凡图23) 能量
• 阻止本领只与入射粒子的速度有关（1/ 2），而与它的 质量无关。对于质子和氘核，只要速度相等，能量损失 率亦相等。 • 阻止本领与重带电粒子的核电荷数平方成正比。速度相 同的入射粒子，核电荷数越大，能量损失越大，穿透本 领越弱。 • 阻止本领与靶物质的N、Z有关。高原子序数和高密度物 质有较大的阻止本领。 • 电子阻止本领随粒子能量的变化曲线 （见图2.3） Z C β β I m v NZ m v z e x E 2 2 2 0 2 0 2 4 e ln(1 ) 2 ln 4 d d 电子阻止本领的特点
中速区尚无合适的理论计算 低速重带电粒子入射时公式,实际使用时都是一些 实验数据的拟合公式。 电子阻止本领 考虑更多的靶原 带电粒子有效电 de z·Z z18元e2Na 2+21/3)3/2 2/3 与速度成正比
低速重带电粒子入射时 考虑更多的靶原子内层电子对能量损失无贡献及入射 带电粒子有效电荷的减少： 0 0 2/3 2/3 3/ 2 1/ 6 2 e ( ) 8 d d z Z z Z z e N a x E 中速区尚无合适的理论计算 公式，实际使用时都是一些 实验数据的拟合公式。 与速度成正比