Influenta mediului asupra pierderii de energie prin ionizare

Influenta mediului asupra pierderii de energie prin ionizare

Forma simpla (1.11) a dependentei lui dE/dx de parametrii particulei in miscare (z,) si al mediului (n_e) permite cu usurinta calculul lui dE/dx pentru alte particule si medii.

Se presupune ca in acelasi mediu (n_e=const.) se misca doua particule cu aceeasi sarcina (z=const.), de exemplu protoni si deuteroni. Atunci in locurile cu aceeasi viteza (f(v)=const.) ambele particule vor avea aceeasi valoare dE/dx:

Dar la viteze identice energiile particulelor se raporteaza ca masele lor; prin urmare in exemplul ales:

Analog poate fi calculata marimea dE/dx pentru particule cu z diferit. In acest caz trebuie observat ca particula cu z 1 are de z² ori mai mare puterea de stopare dE/dx decat particula cu

z=1 ce se misca cu aceeasi viteza. De exemplu, puterile de stopare pentru proton si particula α sunt legate prin urmatoarele relatii:

In ceea ce priveste calculele pentru alt mediu, acestea se efectueaza usor tinand cont ca dE/dx este o functie liniara de concentratia de electroni in mediu . Dar n=const. pentru toate substantele si deci la trecerea de la mediul format din atomi cu Z₁ la un alt mediu format din atomi cu Z₂ trebuie introdus factorul Z₂/Z₁ al sarcinilor nucleare respective. Astfel, de exemplu, la conditii identice (z=const., v=const.) pierderea de energie prin ionizare a particulei ce se misca in plumb va depasi-o pe cea la miscarea in carbon de aproximativ 14 ori (Z_Pb/Z_C

Deci puterea de stopare dE/dx variaza intens la trecerea de la un mediu la altul. De aceea s-a introdus puterea de stopare specifica masica dE/dx raportata nu la unitatea de lungime x (cm), ci la unitatea de "densitate" exprimand grosimea in g/cm². Tinand cont ca x=x , unde este densitatea mediului prin care trece particula, rezulta:

Deoarece ~Z si dE/dx~Z, atunci (1/ )(dE/dx)const. Astfel puterea de stopare prin ionizare masica dE/dx este aproximativ constanta pentru toate mediile, fapt pentru care este mai

comoda in anumite calcule rapide. In tabelul 1.1 sunt date pentru comparatie dE/dx in cazul protonilor care se misca cu energii diferite in aer si plumb.

Tabelul 1.1. Puterea de stopare masica pentru protoni in aer si plumb