V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Obdrží-li elektron dost energie to, aby zcela uvolnil vazby mateřskému atomu, vzdálí od
něj trvale dochází ionizaci atomu, jeho rozdělení záporný elektron kladný iont.10.2008 12:13:54]
.
*) Lineární přenos energie LET (Linear Energy Transfer) vyjadřuje velikost energie předané ionizující částici na
jednotku délky její dráhy daném prostředí. Vyjadřuje obvykle keV/µm.
Specifickou neboli lineární ionizací nazýváme počet iontových párů vytvořených jednotku
délky dráhy částice. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. Primární
ionizací rozumí počet iontových párů vytvořených vyražením elektronů primární částicí.Z/
v2; přesná hodnota dána tzv.cz/JadRadFyzika6. Excitovaný (vzbuzený) stav atomu není stálý vzápětí přeskočí elektron zpět
na původní hladinu nastane dexcitace, přičemž rozdíl energií vyzáří formě
fotonu elektromagnetického záření. obr. zabrzdění částice neutralizována záchytem elektronů a
další ionizace již nepokračuje. Braggovo maximum. hadronové radioterapii
jsou diskutovány §3.6.
Některé elektrony vyražené při ionizaci mají tolik energie, mohou samy dále své dráze ionizovat
- jedná sekundární ionizaci (takové elektrony dříve nazývaly paprsky delta, neboť jejich stopa
v jaderné emulzi nebo mlžné komoře charakteristický rozvětvený tvar).
Interakce nabitých částic přímo ionizující záření
Nejdříve budeme věnovat přímo ionizujícímu záření, přičemž napřed zmíníme společných
rysech interakce tohoto záření při průchodu látkou, posléze rozebereme specifické rysy interakce
pro záření β+,− protonové záření.
Při ionizaci excitaci ztrácí rychlá nabitá částice svou kinetickou energii udělováním hybností
elektronům působením elektrických Coulombových sil.htm 32) [15.
Jednotkou účinného průřezu soustavě byl m2, který však neadekvátně velký proto jaderné fyzice
používá jednotka barn (bn): 10-28m2, která řádově velikost geometrického průřezu atomových jader.ρ. Je-li energie předaná elektronu atomovém
obalu relativně malá stačí jen "vyzdvižení" elektronu vyšší energetickou hladinu, jedná o
proces excitace atomů.6 Ionizující záření
s geometrickými rozměry atomů jsou důsledkem vnitřních mechanismů konkrétních druhů interakcí.
Excitace ionizace
Nabitá částice při průchodu látkou ztrácí svou kinetickou energii převážně elektrickou
Coulombovou interakcí elektrony atomech látky. Těsně před
zabrzděním částice předávána největší energie křivka hloubkové závislosti specifické ionizace zde
má výrazné tzv. lineárním součinitelem zeslabení µ,
v exponenciálním zákoně absorbce ionizujícího záření látkách.1.1 jsou tzv. Betheho vzorcem, němž zahrnut střední excitační potenciál
atomů látky, přibližně úměrný protonovénu číslu Z. Coulombovské
síly jsou úměrné náboji částice elektronové hustotě látky.
http://astronuklfyzika.6 "Radioterapie", část "Hadronová radioterapie". Doba interakce nepřímo úměrná
rychlosti částice takže energie, která elektronům předána, úměrná 1/v2. Tato souvislost bude níže vyjasněna pasáži
"Absorbce záření látkách". 1. Jak částice brzdí klesá její rychlost, ionizační účinky rostou
- při delším čase působení Coulombovské interakce stačí předat větší energie vytrhnout
více elektronů; předaná energie nepřímo úměrná čtverci rychlosti částice. Braggovy křivky závislosti specifické ionizace na
hloubce průniku nabité částice látky.
Účinný průřez interakce velmi těsně souvisí koeficientem absorbce, tzv. Při excitaci elekronů vnějších slupkách emitováno
viditelné světlo, středních záření, při excitaci vnitřních slupkách pak fotony
charakteristického rentgenového záření. Možnosti využití této hloubkové závislosti ionizace tzv. Velikost hybnosti předané elektronům je
úměrná velikosti Coulombových sil času, který tyto síly působí (době interakce).RNDr. Velikost ztráty energie
na jednotku dráhy částice lineární přenos energie LET přímo úměrný elektronové hustotě látky
( daná hustotou atomovým čáslem nepřímo úměrný čtverci rychlosti částice: -dE/dx q
