Кіріспе

Қозғалыстағы бөлшектің басқа бөлшектермен соқтығысу арасындағы орташа қашықтық. Физикада орташа еркін жол – қозғалатын бөлшектің (мысалы, атом, молекула немесе фотон) бағытын немесе энергиясын (немесе нақты жағдайда басқа да қасиеттерін) күрт өзгертпей бұрын, әдетте басқа бөлшектермен бір немесе бірнеше рет соқтығысу нәтижесінде жүретін орташа қашықтық.

Рентгенография

Гамма-сәулелік рентгенографияда моноэнергетикалық фотондардың қаламшалы сәулесінің орташа еркін жолы – фотонның нысана материалдың атомдарымен соқтығысқанға дейінгі орташа қашықтығы. Ол материалға және фотон энергиясына байланысты:

мұнда μ – сызықтық әлсіреу коэффициенті, μ/ρ – массалық әлсіреу коэффициенті және ρ – материалдың тығыздығы. Массалық әлсіреу коэффициентін Ұлттық Стандарттар және Технология Институтының (NIST) дерекқорынан кез келген материал мен энергия комбинациясы үшін табуға немесе есептеуге болады. Рентген сәулелерімен рентгенография жасағанда орташа еркін жолды есептеу қиынырақ, себебі фотондар моноэнергетикалық емес, спектр деп аталатын энергияның белгілі бір таралымына ие. Фотондар нысана материал арқылы өтетін кезде олардың энергиясына байланысты әлсіреу ықтималдығы өзгереді, нәтижесінде спектрдің қатаю деп аталатын процесте олардың таралуы өзгеріп отырады. Спектрдің қатаюы салдарынан рентген сәулесі спектрінің орташа еркін жолы қашықтыққа қарай өзгереді. Кейде материалдың қалыңдығы орташа еркін жолдар санымен өлшеніп, бір орташа еркін жолдың қалыңдығындағы материал фотонның 37% (1/e) дейін әлсірейтіні анықталады. Бұл түсінік жартылай құнды қабатпен (HVL) тығыз байланысты: бір HVL қалыңдығындағы материал фотонның 50% -ын әлсіретеді. Стандартты рентгендік сурет – трансляциялық сурет, ал оның интенсивтілігінің теріс логарифмінен жасалған сурет кейде орташа еркін жолдар санының суреті деп аталады.

Ядролық және бөлшектер физикасы

Бөлшектер физикасында орташа еркін жол түсінігі жиі қолданылмайды, оның орнына осыған ұқсас әлсіреу ұзындығы түсінігі қолданылады. Атап айтқанда, көбінесе электрон-позитрон жұптарын жасау арқылы өзара әрекеттесетін жоғары энергиялы фотондар үшін, сәулелену ұзындығы радиографиядағы орташа еркін жол сияқты қолданылады. Ядролық физикадағы тәуелсіз бөлшектер модельдері, нуклеондар басқа нуклеондармен өзара әрекеттесуге дейін ядро ішінде бұзылмай орбитада айналуын қажет етеді.