3.5.2. Вільний пробіг важких заряджених частинок у речовині

Заряджена частинка проходить у речовині деяку відстань перш ніж вона втратить всю свою кінетичну енергію. Пройдений зарядженою частинкою в речовині шлях до зупинки називають вільним пробігом . Величину вільного пробігу визначають за питомими втратами енергії. Чим більша густина атомних електронів і заряд частинки, тим ці втрати більші і тим менший пробіг частинки в речовині. Важкі заряджені частинки, які взаємодіють в основному з атомними електронами, мало відхиляються від напрямку свого початкового руху. Тому пробіг важкої частинки вимірюють відстанню по прямій від джерела частинок до точки її зупинки.

Параметр зіткнення α-частинок з електронами має імовірний характер, а тому вільні пробіги α-частинок у речовині мають деякий розкид. Незначна частина α-частинок проникає далі інших від джерела. Середній пробіг моноенергетичних α-частинок звичайно розраховують за допомогою емпіричних формул. Так у повітрі при нормальних умовах:

, (3.5.2.1)

де - пробіг у см; - кінетична енергія α-частинок у МеВ.

Для α-частинок природних α-випромінювачів (), =0,318, =1,5. Для α-частинок з більш високи-ми енергіями МеВ, =0,148, =1,8. Так, α-частинки з енергіями МеВ пробігають у повітрі відстань 3,51 см, а з енергією МеВ - 68 см. Відношення лінійних пробігів двох типів частинок, які розпочинають рух у повітрі з однаковими швидкостями, пропорційний відношенню питомих втрат енергії цих частинок:

, (3.5.2.2)

де і - відповідно маси частинок;

і - зарядові числа частинок.

Часто замість лінійного пробігу використовують масовий пробіг зарядженої частки , який виражається у грамах на квадратний сантиметр (г/см²). Чисельно масовий пробіг дорівнює масі речовини, яка розміщена в циліндрі, висота якого дорівнює лінійному пробігу частинки у сантиметрах, з площею поперечного перерізу - 1 см².

, (3.5.2.3)

де - густина речовини в г/см³.

Масовий пробіг зарядженої частинки зручний тим, що він мало залежить від хімічного складу речовини.