Radiation length

rdf:langString Droga radiacyjna

rdf:langString Droga radiacyjna, długość radiacyjna – własność ośrodka materialnego, charakteryzująca oddziaływanie z nim wysokoenergetycznych elektronów i fotonów. Długość radiacyjna zdefiniowana jest: * dla elektronów jako droga w ośrodku, po której energia elektronu, tracona w wyniku promieniowania hamowania, wynosi średnio 1/e (czyli około 36,8%) swej energii początkowej, * dla wysokoenergetycznych fotonów jako średnia droga przebyta w ośrodku przed konwersją na parę e+e-- (długość konwersji) i wynosi 9/7 X0. Drogę radiacyjną oznacza się zwykle symbolem X0 i definiuje: gdzie LRAD i L’RAD wyliczone przez Tsai są podane w tabeli: oraz funkcja f(Z), będąca sumą nieskończoną, w zakresie Z do 92 (uran) może być przybliżona do postaci: gdzie . Powyższą definicję X0 można przybliżyć wyrażeniem znalezionym przez Dahla, dające wartości zgodne z Tsai z błędem nie mniejszym niż 2.5% (dla helu wartość jest zaniżona o około 5%): Droga radiacyjna zależy przede wszystkim od ładunku jąder (czyli liczby atomowej) atomów wchodzących w skład ośrodka i od jego gęstości. Dokładne wzory pozwalające na jej wyliczenie są dosyć skomplikowane, w przybliżeniu jest ona odwrotnie proporcjonalna do kwadratu liczby atomowej i odwrotnie proporcjonalna do gęstości jąder atomowych w materiale (liczby atomów na jednostkę objętości). Droga radiacyjna mierzona jest w jednostkach długości (zwykle cm). Niekiedy tablicowane są wartości drogi pomnożone przez gęstość materiału, wyrażone wobec tego w jednostkach g/cm². To ostatnie jest szczególnie użyteczne w wypadku gazów, których gęstość zależy od ciśnienia i temperatury. Droga radiacyjna wyrażona w g/cm² jest niezależna od gęstości gazu. Przykładowe wartości drogi radiacyjnej dla kilku materiałów przedstawia tabela Droga radiacyjna jest naturalną jednostką długości przy badaniu rozwoju w materiale. Poza tym znajomość drogi radiacyjnej pozwala m.in. * oszacować prawdopodobieństwo konwersji fotonu w ściankach bądź materiale czynnym detektora, * oszacować skuteczność warstwy materiału jako osłony radiacyjnej przed wysokoenergetycznymi elektronami i fotonami.