Detekcja cząstek rejestracja identyfikacja kinematyka.

Prezentacja na temat: "Detekcja cząstek rejestracja identyfikacja kinematyka."— Zapis prezentacji:

1 Detekcja cząstek rejestracja identyfikacja kinematyka

2 Zjawiska towarzyszące przechodzeniu cząstek przez materię
jonizacja scyntylacje zjawiska w półprzewodnikach promieniowanie Czerenkowa promieniowanie hamowania (bremsstrahlung) wielokrotne rozpraszanie cząstki neutralne?

3 Oddziaływanie promieniowania  z materią
zjawisko fotoelektryczne - oddziaływanie z elektronem związanym w atomie – całkowita absorpcja kwantu  rozpraszanie komptonowskie - rozpraszanie kwantu  na swobodnym elektronie – kwant  zmienia energię i kierunek ruchu tworzenie par elektron-pozyton - kwant  znika, a pojawia się para elektron-pozyton

4 Zjawisko fotoelektryczne
hv – energia fotonu W – praca wyjścia elektronu m – masa elektronu υ – prędkość wybitego elektronu

5 Zjawisko Comptona λi –długość fali padającego fotonu
λf –długość fali rozproszonego fotonu θ – kąt rozproszenia fotonu

6 Tworzenie par elektron-pozyton
mec2 – energia spoczynkowa elektronu E + - energia kinetyczna pozytonu E - - energia kinetyczna elektronu EK – energia kinetyczna trzeciego ciała (najczęściej jądra atomowego)

7 Detekcja gamma ucieczka rozproszonego fotonu – częściowa strata energii rozpraszanie Comptona absorbcja w zjawisku fotoelektrycznym tworzenie par ucieczka fotonu 0,511 MeV pochodzącego z anihilacji

8 Widmo promieniowania gamma

9 Współczynnik osłabienia wiązki prom. gamma

10 Przechodzenie ciężkich cząstek naładowanych przez materię
Jonizacja, wzbudzenia atomów Wielokrotne rozpraszanie

11 Wielokrotne rozpraszanie
Cząstka traci niewielką energię i nieznacznie zmienia kierunek w każdym akcie oddziaływania. Po przebyciu pewnej drogi w ośrodku… …zmniejsza się energia …i dekolimuje się pierwotna wiązka. przed po energia kierunek

12 Wielokrotne rozpraszanie
Intensywność wiązki w funkcji drogi przebytej w ośrodku: w wyniku wielokrotnego rozpraszania w wyniku procesów, w których cząstka traci znaczną część energii i wypada z wiązki N(x) lnN(x) N(0) N(0)/2 R0 x x proces statystyczny: zasięg

13 Jonizacja Średnie straty energii na joniozację (formuła Bethe – Blocha): ez – ładunek cząstki Z, A – wielkości charakteryzujące ośrodek  – prędkość cząstki (v/c) I – energia jonizacji (I  13.5Z eV) n – koncentracja

14 Jonizacja możliwa identyfikacja

15 Krzywa Bragga średnia gęstość jonizacji droga przebyta w absorbencie
zasięg

16 Przechodzenie elektronów przez materię
Jonizacja - podobnie jak dla ciężkich cząstek naładowanych, Oddziaływania nieelastyczne, wskutek których emitowane jest promieniowanie elektromagnetyczne (tzw. promieniowania hamowania) zaś elektron traci część swej energii, Elastyczne zderzenia z elektronami i jądrami atomowymi wskutek których elektron zmienia kierunek swego ruchu, a w przypadku zderzeń z elektronami traci także część swej energii.

17 Przechodzenie elektronów przez materię
Przekrój czynny na jonizację dla małych energii elektronów Przekrój czynny rośnie z Z i szybko maleje z  Przekrój czynny na rozpraszanie sprężyste również rośnie z Z i maleje z energią elektronów

18 Przechodzenie elektronów przez materię
Promieniowanie hamowania Proces istotny dla elektronów o dużej energii (relatywistycznych), pomijalny dla ciężkich cząstek (np. dla protonów)

19 Przechodzenie elektronów przez materię
Zmiana intensywności wiązki monoenergetycznych elektronów w materii. Zmiana intensywności wiązki elektronów o ciągłym widmie energii (z przemiany .

20 Przechodzenie elektronów przez materię
Związek między energią a zasięgiem elektronów w aluminium. (zasięg w mg/cm2)

21 Promieniowanie rentgenowskie
Widmo liniowe – jonizacja i wzbudzenia atomów Widmo ciągłe – promieniowanie hamowania