Швидка важка частка

Швидка важка частинка з зарядом ze рухається зі швидкістю v через середу з концентрацією електронів пе.

Зіткнення швидких важких частинок з атомними ядрами може призвести до зміщення ядра в решітці. Якщо зсув невелика, то ядро може повернутися в своє початкове положення. Якщо ж зміщення досить велике, в кристалічній решітці утворюється вакантне місце, а зміщений атом виявляється впровадженим в междуузлій. ці процеси при достатній інтенсивності випромінювання можуть призвести до порушення рівноваги решітки та утворення дефектів. При опроміненні ж нерівноважних систем процеси освіти і рекомбінації вакансій атомів можуть привести до рівноважного стану решітки.

Зіткнення швидких важких частинок з атомними ядрами може призвести до зміщення ядра в решітці. Якщо зсув не велика, то ядро може повернутися в своє початкове положення, якщо ж велике, то утворюється вакантне місце в кристалічній решітці, а зміщений атом виявляється впровадженим в междуузлій. Ці процеси, при достатній інтенсивності випромінювання, можуть призвести до порушення рівноваги решітки та утворення дефектів. Навпаки, при опроміненні нерівноважних систем процеси освіти і рекомбінації вакансій і атомів можуть привести до рівноважного стану решітки.

При зіткненні швидкої важкої частинки з атомом зміна імпульсу частинки майже завжди мало в порівнянні з її початковим імпульсом. Якщо ця умова виконується, то в аргументі у 6-функції можна знехтувати енергією віддачі атома, після чого ми повернемося в точності до формули (148 3), в якій тільки треба замінити т на масу М падаючої частинки (не так на наведену масу частинки і атома.

При зіткненні швидкої важкої частинки з атомом зміна імпульсу частинки майже завжди мало в порівнянні з її початковим імпульсом. Якщо ця умова виконується, то в аргументі у (- функції можна знехтувати енергією віддачі атома, після чого ми повернемося в точності до формули (148.3), в якій тільки треба замінити т на масу М падаючої частинки (не так на наведену масу частинки і атома.

При зіткненні швидкої важкої частинки з атомом зміна імпульсу частинки майже завжди мало в порівнянні з її початковим імпульсом. Якщо ця умова виконується, то в аргументі у - функції можна знехтувати енергією віддачі атома, після чого ми повернемося в точності до формули (148.3), в якій тільки треба замінити т на масу М падаючої частинки (не так на наведену масу частинки і атома.

Однак інтенсивна іонізація швидкими важкими частинками має, місце лише при енергіях близько 100 - 1000 ев.

Можливо, що джерелами таких швидких електронів є зіткнення швидких важких частинок (протонів) з ядрами речовини туманності. в результаті цих зіткнень утворюються я-мезони, розпад яких в кінцевому рахунку призводить до виникнення електронів. з цієї причини центри потужного радіовипромінювання повинні бути також місцями з підвищеною щільністю космічних променів. Якщо це так, то об'єкти, подібні крабовід-кою туманності, - залишки наднових зірок - є своєрідними джерелами космічного випромінювання.

Підкреслимо, що за такої умови формули справедливі в рівній мірі для гальмування як швидких електронів, так і швидких важких частинок.

Так, формула для перетину іонізації електронами може служити і для розрахунку перетину іонізації протонами і а-частинками, якщо швидкість частинки дорівнює швидкості іонізуючого електрона і значно перевищує швидкість руху електронів в іонізіруемих атомах і молекулах. Тому мас-спектри, одержувані при зіткненні швидкої важкої частинки з молекулами, дуже подібні з мас-спектрами електронного удару. Теоретичні формули досить добре узгоджуються з експериментальними даними по іонізації атомів важкими частинками. При швидкостях іонізующих часток, порівнянних зі швидкостями руху атомних електронвв, виникає велика різниця в процесах іонізації електронами і важкими частинками.

В останнє десятиліття багато дослідників[1]інтенсивно вивчали вплив на тверді тіла випромінювань з високою енергією. У цих речовинах спостерігаються сильні зміни фізичних властивостей, зокрема після опромінення швидкими важкими частинками (наприклад, швидкими нейтронами) в ядерному реакторі відбуваються зміщення атомів з нормальних положень на ігровому полі.

Формули (11314), (11315) визначають гальмування швидкої частинки шляхом іонізації з передачею енергії, що не перевищує певного значення Е, малого в порівнянні з початковою енергією частинки. Підкреслимо, що за такої умови формули справедливі в рівній мірі для гальмування як швидких електронів, так і швидких важких частинок.

Кількість енергії, яке швидка частинка втрачає при проходженні одиниці довжини шляху, збільшується зі зростанням маси цієї частки. У першому наближенні дуже швидкі важкі частинки утворюють один іон на кожні п'ять-десять молекул уздовж свого шляху, тоді як електрони при тій же швидкості іонізують лише одну молекулу з п'ятисот на своєму шляху. При іонізації речовини швидкими важкими частинками випускаються електрони (8-електрони), які можуть в свою чергу викликати іонізацію, причому 8-електрони володіють дещо меншим іонізуючим дією, ніж важкі частинки. При опроміненні важкими частинками відношення повної іонізації (частина якої обумовлена 8-електронами) до первинної іонізації дорівнює приблизно чотирьом. Відстань між найближчими сусідніми іонами, що утворюються при опроміненні важкими частинками, залежить від енергії частинок і становить в середньому п'ятнадцять-тридцять молекул; що стосується відстаней, прохідних 8-електронами між зіткненнями з утворенням іонів або порушених молекул, то це питання не має в даному випадку істотного значення, хоча можна вказати, що це відстань безсумнівно менше ніж п'ятсот молекул. Наявність іонізації під дією 8-електронів не може, звичайно, знижувати щільність іонізації і збудження вздовж шляху важкої частинки; при відповідному просторовому розподілі випускаються 8-електронів це значення щільності може навіть трохи збільшуватися.

У разі et - частинок і в разі пучка швидко рухаються протонів довжина їх пробігу Rp також обернено пропорційна щільності газу. Але залежність Rp від початкової кінетичної енергії се-частинки або протона інша, ніж в разі електронів. Як і в випадку електронів, відносної іонізацією називається число пар іонів, що утворюються швидкої важкої часткою на 1 см шляху в даному газі. Відносна іонізація залежить від маси і від швидкості швидкої частинки, так як цими величинами визначається характер зіткнення і відбувається при цьому зіткненні обмін енергією. Вимірювання відносної іонізації, так само як і встановлення довжини пробігу, є одним з методів визначення природи нових елементарних частинок, що спостерігаються в космічних променях і при дослідженні ядерних реакцій.

Під дією бомбардують частинок відбуваються зміщення впорядкування розташованих атомів (або іонів), внаслідок чого в кристалічній решітці утворюються стабільні і нестабільні дефекти двох типів: порожні вузли та іони, впроваджені в міжвузля. Ці дефекти, як і хімічні домішки, змінюють енергетичний спектр електронів, що веде до зміни рівноважної концентрації носіїв струму, що створюється тримаючи ським збудженням. Робота, яку потрібно зробити для видалення атома з вузла решітки германію, становить приблизно 25 - 30 ев, п тому при бомбардуванні цього напівпровідника швидкими важкими частинками зміщення атомів (або іонів) з вузлів решітки виробляються не тільки са-мімн бомбардують частинками, а й тими первинно зміщеними атомами, які отримали енергію, достатню для вторинних зсувів інших атомів решітки. Це пояснюється тим, що більша частина створених опроміненням дефектів решітки дуже швидко гоїться після припинення опромінення, а відповідним відпалом вдається навіть повністю відновити початковий стан зразка.



Інші публікації на тему:
  • Ідеальне розташування - атом
  • Розсіювання - швидка частинка
  • Місцеве спотворення - кристалічна решітка