Время остановки

Время, необходимое для остановки заряженной частицы в поглотителе, можно получить, зная ее пробег и среднюю скорость. Для нерелятивистских частиц массой m и с кинетической энергии E, скорость выражается как:

где m_A - масса частицы в единицах атомной массы. Если принять во внимание, что средняя скорость частицы уменьшается как ‹ v ›= Kv, где v берется исходя из начальной энергии, то время остановки T может быть вычислено из пробега R как

Если бы частица замедлялась равномерно, то ‹ v › составляла бы v /2, и K соответствовал бы 1/2. Однако, заряженные частицы теряют энергию в большей мере ближе к концу пробега, и K соответствует немного большему значению. Принимая K = 0.60, время остановки может быть оценено как:

(2-3)

Рис. 2-9 Энергектические потери для различных заряженных частиц в кремнии. (От Skyrme.³)

где T измеряется в секундах, R в метрах, m_A в а.е.м., и E в МэВ. Это приближение, хорошо применимо для легких заряженных частиц (протоны, альфа-частицы, и т.д.) в большей части энергетического диапазона. Но это приближение неприменимо для релятивистских частиц, таких как быстрые электроны.

Используя типичные значения пробегов, времена остановки вычисляются по формуле (2-3), и составляют для заряженных частиц порядки нескольких пикосекунд - в твердых телах или жидкостях, и нескольких наносекунд - в газах.