Techniklexikon

Energieverlust in Materie

Oberflächen- und GrenzflächenphysikKernphysik, Abnahme der Bewegungsenergie pro Wegstrecke, wenn ein Teilchen Materie durchquert oder Bremsstrahlung aussendet. Der Energieverlust beruht auf der Coulomb-Wechselwirkung der geladenen schnellen Teilchen mit den Hüllenelektronen der Atome des Bremsmediums und den Ladungen ihrer Atomkerne. Beim Eintritt in das Bremsmedium wird die Energie vorwiegend durch elektronische Wechselwirkung abgegeben, wobei der wesentliche, durch Ionisation hervorgerufene Verlust durch die Bethe-Bloch-Formel beschrieben wird. Sind die Teilchen jedoch so langsam geworden, dass die Energie zur Ionisation und Anregung nicht mehr ausreicht, setzt der nukleare Energieverlust ein. Unter der Annahme, dass beide Prozesse voneinander unabhängig sind, gilt für den Energieverlust dE / dx:
,
wobei S_nukl(E) und S_elek(E) das nukleare und elektronische Bremsvermögen, N die Targetdichte und t die mittlere freie Flugzeit sind.

Energieverlust in Materie: Schematische Darstellung des Energieverlusts in Materie. Es sind: E₀ die Energie, Z_A die Atomzahl und M_A die Masse der einfallenden Ionen. Die Targetfolie hat die Dicke Dx, die Atomzahl Z_B und Masse M_B. Nt ist die Volumendichte).