Количественные характеристики взаимодействия ионизирующего излучения с веществом (линейная тормозная способность вещества, линейная плотность ионизации, средний линейный пробег).

Заряженные частицы, распространяясь в веществе, взаимодействуют с электронами и ядрами, в результате чего изменяется состояние как вещества, так и частиц.

Основным механизмом потерь энергии заряженной частицы (α и β) при прохождении через вещество является ионизационное торможение. При этом ее кинетическая энергия расходуется на возбуждение и ионизацию атомов среды.

Взаимодействие частицы с веществом количественно оценивается линейной плотностью ионизации, линейной тормозной способностью вещества и средним линейным пробегом частицы

Линейная плотность ионизации (i). Эта величина показывает число ионов одного знака, образованных ионизирующей частицей или фотоном на элементарном пути. Наибольшей линейной плотностью ионизации обладает α-излучение, поскольку оно образовано тяжёлыми ядрами гелия и обладает большой кинетической энергией. Величина линейной плотности ионизации пропорциональна энергии излучения.

Линейная тормозящая способность (S) – энергия, теряемая частицей на единице пути в веществе.

Средний линейный пробег (R). Величина, отражающая проникающую способность излучения. Самым проникающим излучением является γ- излучение. Средний пробег в воздухе 300м., в тканях – 1 метр.

Чем больше линейная плотность ионизации, тем больше линейная тормозящая способность и тем меньше средний линейный пробег.

1.
2.
3.

- частицы – заряжены и сравнительно медленно движутся, следовательно, много времени проводят рядом с атомами вещества и ионизируют их, следовательно, в веществе плотные скопления ионов и электронов. Но глубина проникновения небольшая (около 40 мкм).

- частицы – движутся быстрее, следовательно, ионизация проходит в меньшей степени, следовательно, остаётся разреженное скопление ионов и электронов. Наибольшая ионизация – к концу пути. Глубина проникновения больше (до нескольких мм).