Was ist Bremsstrahlung – Definition

Die Bremsstrahlung ist elektromagnetische Strahlung, die durch die Beschleunigung oder Verzögerung eines geladenen Teilchens erzeugt wird, wenn es durch Magnetfelder oder ein anderes geladenes Teilchen abgelenkt wird. Strahlendosimetrie

Bremsstrahlung

Bremsstrahlung
Wenn ein Elektron beschleunigt oder abgebremst wird, sendet es Strahlung aus, verliert Energie und verlangsamt sich. Diese Bremsstrahlung wird als Bremsstrahlung bezeichnet.

Die Bremsstrahlung  ist elektromagnetische Strahlung, die durch die Beschleunigung oder Verzögerung eines geladenen Teilchens erzeugt wird, wenn es durch Magnetfelder (ein Elektron durch ein Magnetfeld eines Teilchenbeschleunigers) oder ein anderes geladenes Teilchen (ein Elektron durch einen Atomkern) abgelenkt wird . Der Name Bremsstrahlung stammt aus dem Deutschen. Die wörtliche Übersetzung lautet „Bremsstrahlung“ . Wenn ein geladenes Teilchen nach klassischer Theorie beschleunigt oder abgebremst wird, muss es Energie ausstrahlen.

Die Bremsstrahlung ist eine der möglichen Wechselwirkungen von mit Licht geladenen Teilchen mit Materie (insbesondere mit hohen Atomzahlen ).

Die zwei häufigsten Vorkommen von Bremsstrahlung sind durch:

  • Verzögerung geladener Teilchen. Wenn geladene Teilchen in ein Material eintreten, werden sie durch das elektrische Feld der Atomkerne und Atomelektronen abgebremst.
  • Beschleunigung geladener Teilchen. Wenn sich ultrarelativistisch geladene Teilchen durch Magnetfelder bewegen, müssen sie sich auf einem gekrümmten Pfad bewegen. Da sich ihre Bewegungsrichtung ständig ändert, beschleunigen sie auch und emittieren Bremsstrahlung, in diesem Fall wird sie als Synchrotronstrahlung bezeichnet .
Bremsstrahlung vs. Ionisation
Bruchenergieverlust pro Strahlungslänge in Blei als
Funktion der Elektronen- oder Positronenenergie. Quelle: http://pdg.lbl.gov/

Da die Bremsstrahlung für leichtere Partikel viel stärker ist, ist dieser Effekt für Beta-Partikel viel wichtiger als für Protonen, Alpha-Partikel und stark geladene Kerne ( Spaltfragmente ). Dieser Effekt kann bei Teilchenenergien unter ca. 1 MeV vernachlässigt werden , da der Energieverlust durch Bremsstrahlung sehr gering ist. Der Strahlungsverlust beginnt erst bei Teilchenenergien wichtig zu werden, die weit über der minimalen Ionisierungsenergie liegen. Bei relativistischen Energien ist das Verhältnis der Verlustrate durch Bremsstrahlung zur Verlustrate durch Ionisation ungefähr proportional zum Produkt der kinetischen Energie des Teilchens und der Ordnungszahl des Absorbers.

Der Querschnitt der Bremsstrahlung hängt hauptsächlich von folgenden Begriffen ab:

Formel für den Bremsstrahlungsquerschnitt

Das Verhältnis der Bremskraft der Bremsstrahlung und der Ionisationsverluste ist also:

Bremsstrahlung zu Ionisation verliert an Verhältnis

wobei E die kinetische Energie des Teilchens (Elektrons) ist, Z die mittlere Ordnungszahl des Materials ist und E ‚eine Proportionalitätskonstante ist; E ‚≈ 800 MeV . Die kinetische Energie, bei der der Energieverlust durch Bremsstrahlung gleich dem Energieverlust durch Ionisation und Anregung (Kollisionsverluste) ist, wird als kritische Energie bezeichnet . Ein weiterer Parameter ist die Strahlungslänge , definiert als die Entfernung, über die die Energie des einfallenden Elektrons allein aufgrund von Strahlungsverlusten um den Faktor 1 / e (0,37) reduziert wird. Die folgende Tabelle enthält einige typische Werte:

Tabelle der kritischen Energien und Strahlungslängen

 

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Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.