Promieniowanie hamowania


Promieniowanie hamowania w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Promieniowanie hamowania (niem. Bremsstrahlung) – promieniowanie elektromagnetyczne powstające podczas hamowania cząstki obdarzonej ładunkiem elektrycznym. Promieniowanie to jest jedną z dróg utraty energii przez poruszającą się naładowaną cząstkę. Jest to, na poziomie mechaniki (elektrodynamiki) kwantowej, wyjaśnienie zjawiska radiacji np. anten.

Spis treści

Energia krytyczna | edytuj kod

Szczególnie istotne jest w przypadku wysokoenergetycznych elektronów oddziałujących z materią. Gdy energia elektronu jest większa od tzw. energii krytycznej, straty energii na promieniowanie hamowania są większe od strat na jonizację. Energia krytyczna zależy od rodzaju substancji ośrodka.

Tabela przedstawia przykładowe energie krytyczne elektronów Ekr dla kilku substancji:

Cechy promieniowania hamowania | edytuj kod

Przekrój czynny na emisję fotonów o energii 30 keV w funkcji energii elektronów (czarna linia). Linia czerwona – przybliżenie ultrarelatywistyczne, linia niebieska – przybliżenie klasyczne. ν m a x = E k h {\displaystyle \nu _{max}={\frac {E_{k}}{h}}}

gdzie

Ekenergia kinetyczna elektronów, hstała Plancka.
  • Promieniowanie jest emitowane w wąskim stożku w kierunku ruchu elektronów. Im większa jest prędkość elektronów, tym mniejszy jest kąt rozwarcia stożka.
  • Strata energii elektronów na jednostkę przebytej przez nie drogi słabo zależy od energii elektronów, gdy ich energia kinetyczna jest dużo mniejsza od energii spoczynkowej. Dla elektronów ultrarelatywistycznych, gdy ich energia znacznie przewyższa spoczynkową
E m e c 2 {\displaystyle \quad E\gg m_{e}c^{2}} [1], straty są proporcjonalne do energii (me jest masą elektronu a c – prędkością światła w próżni). Dzieje się to dla energii dużo większych od krytycznej. Dla energii elektronów poniżej 2 MeV straty energii na promieniowanie stanowią mniej niż 1% wszystkich strat w typowych materiałach jak: woda, powietrze, substancje organiczne.

Promieniowanie rentgenowskie | edytuj kod

Jeżeli elektrony mają dostatecznie dużą energię, mogą emitować również promieniowanie rentgenowskie. Jest to najprostszy sposób wytwarzania promieniowania rentgenowskiego. Zjawisko emisji promieniowania rentgenowskiego może być groźne, ponieważ jest ono bardziej przenikliwe niż promieniowanie beta. Dlatego w ramach ochrony przed promieniowaniem β powinno się uwzględnić nie tylko osłonę przed samymi elektronami, lecz również wziąć pod uwagę promieniowanie X poprzez zmniejszenie energii elektronów lub osłony radiacyjne dla promieniowania rentgenowskiego.

Zobacz też | edytuj kod

Przypisy | edytuj kod

  1. Precyzyjniej relację tę można określić znajdując warunek na to, aby różniczkowy przekrój czynny na promieniowanie hamowania stał się proporcjonalny do energii elektronu, co daje E 137 m e c 2 Z 1 / 3 {\displaystyle E\gg {\frac {137m_{e}c^{2}}{Z^{1/3}}}\quad } gdzie Z jest liczbą atomową ośrodka.

Bibliografia | edytuj kod

  • Jerzy Massalski: Detekcja promieniowania jądrowego. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1959.
  • Adam Strzałkowski: Wstęp do fizyki jądra atomowego. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1978.
Kontrola autorytatywna (fala elektromagnetyczna):
Na podstawie artykułu: "Promieniowanie hamowania" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy