О релятивистском возрастании

Цитата из РОССИ с 45

«Интенсивность излучения Черенкова, к-е не следует путать с излучением перв ч-цы при её отклонении в Эл поле ядра, возрастает с увел-ем скорости. Создаётся впечатление, что рел-е возр-е потерь энергии, связанных с далёкими ст-ями, проис-т гл обр благодаря ув-ю инт-сти изл-я Черенкова». Но на с 42 сам пишет:

«Возр потерь при ув импульса целиком обусловлено эффектом рел сжатия кулон-го поля, к-й влияет на верхний предел параметра ст-я».

Приложение 1. Выборка из Физ энц справочника

«Микродозиметрия» ФЭ с 181 прав низ. (Г.Б.Радзиевский)

На микроуровне передача энергии происходит малыми порциями и носит дискретный, стохастический характер. Отклик на облучение чув-х м-объёмов должен определяться не столько поглощённой дозой, сколько распр-ем энерговыделений по чувст-м структурам объекта. Иссл микоскопич распред-й передаваемой энергии для разных видов излучения, разных доз и объектов составляет предмет мик-ии. Её величины: энергия, переданная мик-му – уд энергия

Z=E/M и линейная энергия у= (- ср длина хорды рассм-го м-объёма), стохастическпй аналог ЛПЭ. Р-е f(Z), соотв опр величине погл дозы D, м б записано в виде f(Z, D). Пусть гибель клеток при облучении наступает тогда, когда уд эн Z в ЧО клетки превосходит некоторое критическое значение Z_о. При этом доля клеток, выживших после облучения: S(D)=∫_о^∞f(Z, D)dZ. В более реалистическом случае, когда вер-сть выживания клетки при поглощённой в её ЧО линейной энергии Z, описывается как ψ(Z):

S(D)=∫_о^∞f(Z, D)ψ(Z)dZ.

Ф-я f(Z, D) м б измерена или вычислена для разных м-объёмов, а л части с-й найдены эксп-но.

«ЛПЭ» - энергия, переданная ин-й ч-цей в-ву в заданной окрестности её траектории на ед длины траектории: L_Δ=(dE_cp/dl)_Δ, где dl – путь, пройденный заряж ч-цей в в-ве, - dE_cp - ср энергия, потерянная ч-цей во вз-ях, в которых вт зар ч-цы приобретают энергию, меньшую некоторого порогового значения Δ (выраж в эВ). Величина dE_cp не вкл акты передачи энергии, в к-х м появиться «длиннопробежные» ч-цы (напр, фотоны или эл-ны больших энергий), отдающие свою энергиюб в-ву на больших расс-х от трека данной зар ч-цы. Напр.. L₁₀₀ соотв радиусу области поглощения энергии ~4.10^{-7 см,} L_∞ означает полную потерю энергии зар ч-цей.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ИЗ СТ ФИЗ ЛАНДАУ с 25

Макроскопическим наз описание системы заданием средних значений физических величин, определяющих то или иное её неполное равновесие.

Микроскопическим наз описание системы заданием координат и импульсов всех частиц системы.

Один из методов статистики явл статистическое усреднение по координатам. фазового пр-ва, которое полностью эквивалентно усреднению по времени. Пусть замкнутая системанаходится в состоянии статистического равновесия или перейдёт в него в течение времени релаксации.

Статистический ансамбль – совокупность одинаково устроенных подсистем с 20.

Основания микродозиметрии можно строить на представлениях Г.Росси или же применить логику Б.Росси. Последняя развита Д.Ли и затем ФИАН. Переход от (dE/dx)_Δ к ЛПЭ – это 1-й шаг, за к-м следует замена ЛПЭ_Δ на (dN/dx)_Δ. И логический переход сделан.

Здесь произошёл переход к новым понятиям, характеристикам флуктуаций (jitter, perturbation, fluctuate).

Далее по Иванову, с 10.

Микродозиметрия существенна там, где наблюдаемый радиационный эффект обусловлен поражением ч-х микроструктур столь малых размеров, что существенны флуктуации поглощённой в них энергии излучения. Характерные линейные размеры ЧО – 0,1-1 мкм.

Флуктуация переданной МО энергии опр-ся флуктуацией длин хорд в сф-м объёме, это 1-й, геометрический фактор. Кстати, сегодня м говорить о 4-мерном МО, геометрическая форма к-го непрерывно меняется. Это названо страгглингом (Ив с 16, точнее страг и δ-частицы, с 51, 55, 59) – это физический фактор, особенно важен он у ТЗЧ (с 51, 59). Говоря о распределении радикалов при их диффузии, добавляет ещё химический фактор.

Итак, доза одна, а флуктуации тем значительнее, чем меньше объём, меньше доза и больше ЛПЭ (т к возрастает вклад частиц, заканчивающих свой пробег в ЧО). Главное – это что флуктуации погл энергии значительно превосходят её среднее значение (с 18). Стохастических величин три: переданная энергия (энерговыделение СТРАННО, ПРЕЕДАНО НЕ ВСЁ ЧТО ВЫДЕЛЕНО?) ε, линейная энергия y и удельная энергия z.

Осталось одно странное утверждение, что погл доза – это предел уд энергии при диаметре ЧО в пределе 0 (с 29). Другая странность – связь с одноразрывной хромосомной аберрацией (с 44), где играет роль энергопоглощение в объёме 1 мкм, к-й «занимается одной ч м-структурой (хром-й)». Об этом сказано на с 69, что в р/б структуры в сотни и даже десятки ангстрем.

Есть ссылка на Ли (с 105), событие попадания ε₀=110 эВ, но «по совр пр-ям = 60 эВ», метод присоед объёмов как универсальный с 106 и 123. (Кстати, в парагр 2 двух групп объектов не нашёл).

Метод присоед объёмов должен быть возрождён в модели 4-объёма.

Адекватность введенных представлений анализируется на с 65-. Адекватна ли замена действительной микроструктуры её модельным макроо бъёмом (это ОПИСКА? С 66 – НЕТ, Т К это пропс ч газовый, по т Фано «изменение плотности не меняет углового и энергетического р-я потока частиц» с 67).

Ландау рассм т-д флуктуации, к-е распределены по Гауссу. (с 355-8). При малом числе событий – переход к ф-ле Пуассона с 373. Аномально велики фл в критической точке с 379.

Как вернуться к Бруно Росси, чтобы исп-ть ф-лу ФИАН в моделях? Показано, что фл-ии в ЧО больше ср зн-й потерь энергии. Таковы же ЧО в пуз камере. Но об этом ли идёт речь, если это не флуктуации ионизации, а собственно события? То есть, и то и др.или только оже-электроны. Положение этим запутано. Механизм эффекта на протонах и ТЗЧ различен?.

ОТ файла УФН

Нанодозиметрия

С самого начала экспериментальные методы радиационной физики широко использовались трековые методы; их было три: ядерные эмульсии (ЯЭ), камера Вильсона (КВ) и пузырьковая камера (ПК). Структура треков воспринималась в них наглядно, наряду с отдельными актами ионизации, хорошо были видны δ-электроны с характерным сгустком ионизации на их концах. Поэтому уже первые модели действия радиации (Дессауер) исходили из важного значения локального перегрева вещества. Ряд современных моделей формировались под влиянием опытов на пузырьковых камерах, проводившихся еще в 50-х годах. Сейчас этот физический метод снова стал находить широкое применение как «нанодозиметр», что лучше подходит к определению его качества, чем обычно предлагаемое для этого прибора задание по определению распределения эквивалентной дозы вокруг ядерного реактора.

Принцип действия прибора, который мы будем называть пузырьковым нанодозиметром, стал понятен из работ по первым измерениям пузырьковых камер, которые впервые были выполнены в ИТЭФ, где наблюдались необычно резкое возрастание плотности треков в области малых ЛПЭ и их возрастание в релятивистской области энергий частиц. Сразу было понятно, что камера регистрирует эффекты большой концентрации энергии, локально поглощенной на концах пробегов δ-электронов. Характерные сгустки ионизации связывались также с образованием дополнительного оже-электрона, вылетающего из атома при ионизации внутренней оболочки и последующей перестройке оболочек атома.

Разработка прибора, который мог бы применяться в качестве «всеволнового дозиметра» нейтронов ВДН, постоянно являлась целью дозиметрии ионизирующих излучений. Этим занимается одного из ее направлений, которому И.Б.Кейрим-Маркус присвоил название эквидозиметрии [К1980].

В 1984 г. в Ок-Риджской лаборатории (Канада) был предложен новый принцип эквидозиметрии на основе пузырькового дозиметра. Его показания близки к эквивалентной дозе, учитывающей качество излучения. Если вспомнить о работах ИТЭФ и ФИАН 60-х годов, а также о физической модели ОБЭ, обсужденной выше, то по существу это принцип нанодозиметрии, и он был известен намного раньше. Разработка ВДН, о которой мы будем говорить, была выполнена также в ИАЭ им. Курчатова в 1987 г.

Дозиметр построен на явлении вскипания перегретых жидкостей, которое наблюдается в пузырьковой камере, В качестве рабочего тела пузырьковой камеры применялся пропан, фреон, ксенон, водород. [К1980]. Фреон оказался полезным и для ВДН. Однако дозиметрия на этом приборе стала возможна благодаря применению вязкой среды, в которой все процессы кипения замедлены. Эта среда представляет собой гель, в котором свободно распределены микросферы из жидкости, находящейся в метастабильном состоянии. По существу моделируется биологическая клетка. В обоих случаях микрообъемами с размерами порядка десятка нанометров. Они и являются ч.о. прибора.

Здесь будет уместно вернуться к физическим основам действия данного прибора. Сформулированные выше постулаты говорят о том, что понятия термодинамики, относящиеся к макроскопическим величинам, не применимы для объяснения процессов как в ВДН, так и вообще в пузырьковой камере и камере Вильсона. Метастабильное состояние начинает разрушаться с флуктуаций плотности в области столь малых микрообъемов, что в них нельзя говорить не только о дозе, но и о давлении, температуре и поверхностном натяжении жидкости. Но логично ли это, если тогда нельзя было\бы говорить и о фазовых переходах? Как принято в микродозиметрии, вместо дозы и ЛПЭ должны рассматриваться распределения удельной и линейной энергии. Совершенно аналогичное рассуждение заставляет нас переходить к максвелловскому распределению скоростей молекул, их свободного пробега, к броуновскому движению и рассматривать неравновесные процессы, происходящие в микроскопических масштабах в среде. К сожалению, ничего из этого не учитывается ни в традиционной литературе, ни в исследованиях последнего времени […..]. Если вернуться к схеме аппроксимаций радиационной физики, то приходится констатировать, что расчеты обсуждаемых процессов проводятся в приближении непрерывного замедления и результаты таких выкладок нуждаются в самом серьезном пересмотре и уточнении.

Приведем еще некоторые оценки. Анализ содержания книги Д.Е. Ли позволяет строить оценочную траекторию δ-электрона. Часть N всех эл-нов с E>528 эВ дают вклад оже-эл-нов, а эл-ны с E>1056 эВ дают его дважды. Последних, по зав-сти 1/Е, будет N/2. Поэтому делается оценка числа кластеров – их (N- N/2)+ N/2= N. Продумать это. (От углерода еще вклад от 285 эВ – их вероятность по 1/Е больше в 1.85 раза, а по составу во всем теле ч-ка– 1.6/4.3=.37; 0.37х1.85=0.68 – оценки вклада Оже возрастают в 1.68 раза).

Пробег δ-электрона 528 кэВ по линии трека 0.02мкм. Мн-е кулоновское рассеяние закручивает электрон на угол порядка 13Е3кэВ/2/0.528кэВ*sqr(2Е-6/40)=2.75=158^◦. Углерод - 13Е3кэВ/2/0.285кэВ*sqr(1Е-6/40)=120^◦. Последние 100 эВ закрутятся на 72 град. В итоге будем считать (по сноске Ли на Вильямса, с 26), что эффективный пробег меньше криволинейного на 40%. Пробег порядка 0.02 мкм/1.4=0.014 мкм = 14 нм. Сравним с длиной диффузии радикалов Н – по Грею (Ли, с.58) это 15 нм, а для ОН еще ближе. Но цепочка имеет мостики всего в 2 нм. Значит ЧО прямого действия имеет размер от 2 нм до 15 нм. К естественным δ-электронам добавим оже-эл-ны. Далее – геометрия и количество. По геометрии видим сходство с тем, что на картинке Монте-Карло, как бы ломающиеся цилиндры, сравнить только по пробегам.

ИЗ КН 5 «Глава 1. Энергетический парадокс

Как ни парадоксально, но его можно представить физическим моделированием, это главное достижение микродозиметрии, а как сделать – ждём этого от нанод-ии. Новая идея – 4-мерность