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.
6 Ionizující záření
součástí sekundárního kosmického záření, vznikajícího interakcemi vysokoenergetických částic primárního
kosmického záření (viz níže "Kosmické záření"). Pro
střední energie kolem 500keV průměrný dolet vodě činí necelý 1mm, pro měké (jako 3H) je
dolet velmi malý, řádově setiny mm.RNDr..1 vlevo,
odpovídá přibližně tvrdšímu záření energii kolem 1,5MeV (jako např.1 dole): při setkání elektronem dojde k
vzájemné anihilaci elektronu pozitronu 2γ, při níž pozitron elektron zaniknou přemění
se dvě kvanta tvrdého záření energiích 511keV, které vylétají místa anihilace přesně
protilehlých směrech pod úhlem 180° *).
*) Vlivem srážek rozptylu stopa částice látce velmi křivolaká, takže dva elektrony stejné počáteční
energii, emitované téhož místa stejném směru, mohou zabrzdit značně rozdílných hloubkách. 1. Ty
elektrony, které pohybovaly přímějším směru prodělaly menší počet kolizí menšími ztrátami energie,
proniknou dále, zatímco elektrony, které mnokrát změnily svůj směr ztratily při srážkách více energie, zabrzdí
blízko.6. Energie fotonů 2×511keV
je důsledkem zákona zachování energie (klidová energie elektronu pozitronu m0e.1 vlevo..c2 511keV), protilehlý směr 180°
je důsledkem zákona zachování hybnosti..
Při průchodu β-záření látkou vzniká, jak již bylo výše obecně uvedeno, sekundární
záření: elektromagnetické brzdné X-záření spojitým spektrem, charakteristické X-záření s
čárovým spektrem daným druhem látky; při průletu vysokoenergetického β-záření opticky
průzračnou látkou (např.6.
*) Tyto zákonitosti platí přesně jen těžišťové vztažné soustavě pozitronu elektronu. Jelikož jsou elektrony velmi lehké částice, při každé takové ionizaci atomu elektron
β prudce změní směr svého pohybu odpudivými elektrickými silami odrazí atomu.
Ke konci dráhy, kdy již energie elektronu nestačí ionizaci, bude elektron ztrácet energii
excitací elektronů atomech. poloměr kulového prostoru látky kolem bodového zdroje, němž
se absorbuje 90% energie emitované zdrojem).. Částice radioaktivních zdrojů mají navíc spojité spektrum energií, což ještě více "rozmaže" skutečné délky
doletu kolem hodnoty středního doletu Rs.1.10.... slabé přechodové záření.6.
Interakce záření beta
-
Vnikne-li látky částice b
-
, což záporně nabitý elektron e−, pak při svém průletu kolem atomů
působí elektrickými odpudivými silami elektrony, které vyráží atomového obalu tím
atomy ionizuje..1. Pokud není tento elektron zachycen některém atomu, posléze se
jeho kinetická energie sníží termální hodnotu ≈3/2 k.htm (12 32) [15.. hned pak
od dalšího dalšího atomu elektron bude "cik-cak" pohybovat odrážet mezi atomy, které ionizuje
a přitom ztrácí energii obr. 32P) vodě. Střední dolet (dosah)
Rs záření látce závisí energii záření hustotě protonovém čísle látky (.cz/JadRadFyzika6. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. Pro energie rozmezí cca 0,6-3 MeV závisí dolet energii přibližně lineárně, pro nižší energie
se závislost poněkud zplošťuje.T Boltzmanova konstanta), která při
pokojové teplotě činí jen cca 0,04 eV. Při srážkách pozitronů elektronů vyšších energií úhel
rozletu anihilačních fotonů lišil 180°. Dolet 3mm, uvedený jako příklad měřítku obr.-empirický
vzorec?). vodou) dále vzniká viditelné Čerenkovovo záření (kolem silných β-zářičů je
vidět namodralé světélkování), nehomogenních optických prostředích pak příp. látce však pozitron elektron mají okamžiku, kdy dojde anihilaci, již
http://astronuklfyzika. Pro záření proto výstižnější hodnota maximálního doletu Rmax
. Zabrzdí se, závislosti své energii, hloubce 1-4mm v
látce hustoty vody, těžkých kovech pak nedoletí hlouběji než cca 0,1mm. Mionové záření značně pronikavé, vedle své vlastní ionizace miony µ
± nakonec rozpadají elektrony (což vlastně ionizující záření beta±) neutrina. zabrzdění však
osud pozitronu zcela jiný než elektronu (obr. Často
se též dosah záření látce popisuje pomocí veličiny efektivního doletu R90
, což vzdálenost, níž absorbuje
90% původní emitované energie částic (resp.1.
Interakce záření beta
+
Vnikne-li látky částice b
+
, což kladně nabitý pozitron e
+
, bude zpočátku podobně jako při
svém průletu kolem atomů Coulombovskými silami vytrhávat elektrony atomů, přičemž díky své
stejně malé hmotnosti jako elektron bude opět "cik-cak" pohybovat odrážet mezi atomy, které
bude ionizovat přitom ztrácet energii.2008 12:13:55]
. Zabrzdí se, závislosti své energii, rovněž hloubce cca 1-
4mm látce hustoty vody, proces brzdění termalizace podobný jako β−
