ионизация удельная

ИОНИЗАЦИЯ УДЕЛЬНАЯ (ионизирующая способность) - число пар разноимённых носителей электрич. заряда (пар ионов, пар электрон - дырка), создаваемых как непосредственно в столкновениях заряженной частицы (первичная И. у.), так и с учётом ионизации вторичными электронами (полная И. у.) на единице длины пути в веществе. И. у. характеризует ионизирующую способность частицы и измеряется по отклику детектора. Первичная И. у. равна ср. числу ионизирующих столкновений частицы с атомами среды на единице длины пути (х в см). При релятивистских скоростях частиц первичная И. у. описывается выражением:

Здесь A₀=0,1536 МэВ г^-1 см², z - заряд частицы, b=v/c (v - скорость частицы), g=(1-b²)^-1/2 лоренц-фактор, Z и A - атомный номер и массовое число вещества, r - его плотность, I - величина (близкая к ионизационному потенциалу), В=9-11 - константа вещества, D - поправка на поляризацию среды эл--магн. полем релятивистской частицы. В области высоких энергий первичная И. у. достигает минимума при g=3-4, испытывает логарифмический релятивистский подъём и выходит на т. н. плато Ферми при , где w_п - плазменная частота среды (рис.). Флуктуации первичной И. у. подчиняются Пуассона распределению. Полная И. у. пропорциональна ионизационным потерям энергии частицы:
,
где W - ср. энергия, затрачиваемая на образование одной пары носителей заряда (W~30 эВ в газах, 3410 эВ в ионных кристаллах).

Зависимость первичной удельной ионизации в инертных газах от bg для однозарядных релятивистских частиц (1 атм., 0 °С), верхняя кривая относится к Хе.

Полная И. у. в несколько раз превышает первичную И. у. (см. табл.).
Табл--Удельная ионизация, производимая однозарядными релятивистскими частицами в газах в области ионизационного минимума (g = 3-4 при нормальных условиях).

Лит.: Ионизационные измерения в физике высоких энергий, М., 1988. Г. И. Мерзон.

   <<      Предметный указатель      >>