重带电粒子与物质相互作用
- 与靶物质核外电子发生库伦相互作用
- 电子获得能量脱离原子核的束缚（或跃迁到高能级），从而被电离（或激发）
- 每次碰撞只损失很小一部分能量（~1/500)
- 径迹是直线
阻止本领 Stopping Power
linear stopping power S
- 带电粒子在单位路程上损失的能量（比能损失 specific energy loss）
- Bethe 公式：
- 其中：
- 其中：
空气的阻止本领
-
Bragg Curve
-
Energy Straggling
-
Range
快电子与物质相互作用
比能损失
电离损失
辐射损失（轫致辐射，bremsstrahlung）
单能电子的射程
以质量厚度表示的电子射程与能量的关系
β射线的吸收
吸收系数随电子能量的变化
正电子的湮灭
γ光子与物质相互作用
三种主要相互作用
- 作用是随机的，作用概率以截面表征 截面有和面积相同的单位，常用的单位有靶恩，简称靶，符号b, 1b=10^{-24}cm^2
光电效应
- 光子把能量全部传递给电子，光子消失
- 电子获得能量逃逸 E_e^−=ℎν−E_b
- 伴随特征X射线或Auger电子发射次级过程
Compton 散射
- 光子和（最外层）电子作用，光子损失一部分能量，改变方向，电子反冲离开原子核
电子对效应（>1.02MeV的光子）
Photoelectric Cross Section
Absorption Edge
散射角分布
- 散射光子的方向是随机的
- 能量不同，角分布不同
- 能量越高，小角散射比例越高
截面
- 截面σ，反映的是每单位面积上只有1个靶原子（原子密度为1）时，光子和靶原子发生左右的概率
- 现假设一个薄靶，其原子密度为N，厚度为dt，则一个γ光子入射与靶物质发生作用的概率p=σNdt
电子对效应
- 光子与原子核作用，光子消失，产生一对正负电子
- 正电子减速，和负电子发生湮灭，放出2个511keV的光子
