Ионизация удельная (ионизирующая способность) - число пар разноимённых носителей электрич. заряда
(пар ионов, пар электрон - дырка), создаваемых как непосредственно в
столкновениях заряженной частицы (первичная И. у.), так и с учётом ионизации
вторичными электронами (полная И. у.) на единице длины пути в веществе.
И. у. характеризует ионизирующую способность частицы и измеряется по
отклику детектора.
Первичная И. у. равна ср. числу ионизирующих столкновений частицы с
атомами среды на единице длины пути (х в см). При релятивистских скоростях частиц первичная И. у. описывается выражением:
Здесь A0=0,1536 МэВ г-1 см2, z - заряд частицы, b=v/c (v - скорость частицы), g=(1-b2)-1/2 лоренц-фактор, Z и A - атомный номер и массовое число вещества, r - его плотность, I - величина (близкая к ионизационному потенциалу), В=9-11 - константа вещества, D - поправка на поляризацию
среды эл--магн. полем релятивистской частицы. В области высоких энергий
первичная И. у. достигает минимума при g=3-4, испытывает
логарифмический релятивистский подъём и выходит на т. н. плато Ферми при
, где wп - плазменная частота среды (рис.). Флуктуации первичной И. у. подчиняются Пуассона распределению. Полная И. у. пропорциональна ионизационным потерям энергии частицы:
,
где W - ср. энергия, затрачиваемая на образование одной пары
носителей заряда (W~30 эВ в газах, 3410 эВ в ионных кристаллах).
Зависимость первичной удельной ионизации в инертных газах от bg для
однозарядных релятивистских частиц (1 атм., 0 °С), верхняя кривая
относится к Хе.
Полная И. у. в несколько раз превышает первичную И. у. (см. табл.).
Табл--Удельная ионизация, производимая однозарядными релятивистскими частицами в газах в области ионизационного минимума (g = 3-4 при нормальных условиях).
Г. И. Мерзон