Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Проходя через материю, заряженные частицы ионизируются и, таким образом, теряют энергию на многих этапах, пока их энергия не станет (почти) нулевой. Расстояние до этой точки называется дальностью частицы. Диапазон зависит от типа частицы, ее начальной энергии и материала, через который она проходит. Например, если ионизирующая частица, проходящая через материал, является положительным ионом, таким как альфа-частица или протоны, она столкнется с атомными электронами в материале через Куломбическое взаимодействие. Поскольку масса протона или альфа-частицы намного больше, чем масса электрона, не будет существенного отклонения от траектории воздействия излучения, и очень мало кинетической энергии будет потеряно при каждом столкновении. Таким образом, для такого тяжелого ионизирующего излучения потребуется много последовательных столкновений, чтобы остановиться в помещении или материале остановки. Максимальная потеря энергии произойдет в голове при столкновении с электроном. Поскольку большое угловое рассеяние редко встречается для положительных ионов, диапазон может быть хорошо определен для этого излучения, в зависимости от его энергии и заряда, а также энергии ионизации остановки среды. Поскольку характер таких взаимодействий статистический, количество столкновений, необходимых для приведения частицы излучения к состоянию покоя в среде, будет немного варьироваться с каждой частицей (то есть некоторые могут путешествовать дальше и подвергаться меньшему количеству столкновений, чем другие). Поэтому в диапазоне будет небольшое изменение, известное как отставание. Потеря энергии на единицу расстояния (и, следовательно, плотность ионизации) или остановка мощности также зависит от типа и энергии частицы и материала. Обычно потери энергии на единицу расстояния увеличиваются, в то время как частица замедляется. Кривая, описывающая этот факт, называется кривой Брэга. Незадолго до конца потеря энергии проходит через максимум, пик Брэга, а затем падает до нуля (см. цифры в пике Брэга и в тормозной мощности). Этот факт имеет большое практическое значение для лучевой терапии. Альфа-частицы в окружающем воздухе имеют радиус действия всего несколько сантиметров; поэтому этот тип излучения может быть остановлен листом бумаги. Хотя бета-частицы рассеиваются намного больше, чем альфа-частицы, диапазон все еще может быть определен; он часто составляет несколько сотен сантиметров воздуха. Средний диапазон может быть вычислен путем интеграции обратной остановочной мощности с энергией.
In passing through matter, charged particles ionize and thus lose energy in many steps, until their energy is (almost) zero. The distance to this point is called the range of the particle. The range depends on the type of particle, on its initial energy and on the material through which it passes. For example, if the ionising particle passing through the material is a positive ion like an alpha particle or proton, it will collide with atomic electrons in the material via Coulombic interaction. Since the mass of the proton or alpha particle is much greater than that of the electron, there will be no significant deviation from the radiation's incident path and very little kinetic energy will be lost in each collision. As such, it will take many successive collisions for such heavy ionising radiation to come to a halt within the stopping medium or material. Maximum energy loss will take place in a head on collision with an electron. Since large angle scattering is rare for positive ions, a range may be well defined for that radiation, depending on its energy and charge, as well as the ionisation energy of the stopping medium. Since the nature of such interactions is statistical, the number of collisions required to bring a radiation particle to rest within the medium will vary slightly with each particle (i. e., some may travel further and undergo fewer collisions than others). Hence, there will be a small variation in the range, known as straggling. The energy loss per unit distance (and hence, the density of ionization), or stopping power also depends on the type and energy of the particle and on the material. Usually, the energy loss per unit distance increases while the particle slows down. The curve describing this fact is called the Bragg curve. Shortly before the end, the energy loss passes through a maximum, the Bragg Peak, and then drops to zero (see the figures in Bragg Peak and in stopping power). This fact is of great practical importance for radiation therapy. The range of alpha particles in ambient air amounts to only several centimeters; this type of radiation can therefore be stopped by a sheet of paper. Although beta particles scatter much more than alpha particles, a range can still be defined; it frequently amounts to several hundred centimeters of air. The mean range can be calculated by integrating the inverse stopping power over energy.
Масштабирование
Диапазон заряженной частицы примерно пропорционален массе частицы и обратной плотности среды, и является функцией начальной скорости частицы.
The range of a heavy charged particle is approximately proportional to the mass of the particle and the inverse of the density of the medium, and is a function of the initial velocity of the particle.