Упругое кулоновское рассеяние

Дифференциальное сечение упругого рассеяния протонов и альфачастиц описывается формулой Резерфорда:

где Z, и т — соответственно заряд и масса налетающей частицы, Т — ее кинетическая энергия, Z, иМ — заряд и масса ядра, г_е — классический радиус электрона, 9 — угол рассеяния в системе центра инерции. Для перехода в лабораторную систему координат (ЛСК) необходимо воспользоваться преобразованием сечений [1], в результате получим:

где 9 — угол рассеяния в ЛСК. Для учета экранирования поля ядра полем атомных электронов с помощью параметра экранирования г| (см. Лекция 18).

необходимо в выражении (19.2) заменить sin⁴ 9 на (1 + 2r) — cos 9)².

При движении в веществе тяжелые заряженные частицы, так же как и электроны, испытывают большое число упругих столкновений. Но средний угол рассеяния в одном столкновении у тяжелых частиц много меньше, чем у электронов, а транспортная длина упругого рассеяния даже у протонов больше среднего пробега [1]. В результате, даже пройдя весь путь, тяжелые частицы не испытывают значительного рассеяния. Для задач защиты от излучений рассеяние альфа-частиц на всем пути в веществе можно вообще не учитывать, считая, что они движутся, но прямой. Рассеяние протонов на отрезке пути в веществе с хорошей точностью можно рассчитать, используя теорию многократного рассеяния Мольера (см. Лекция 18).