Alpha-Strahlen

    Wie erklärt man sich, dass das Ionisationsvermögen der Alpha-Teilchen längs ihrer Bahn zunimmt und kurz vor ihrem Ende ein Maximum erreicht?


    Kann mir das jemand kurz und präzise erklären?


    Alphateilchen sind ja im Vergleich zu Betateilchen größer und schwerer und würden somit bei gleicher kinetischer Energie nicht mal annähernd so weit kommen, wie Betateilchen.
    Da die Alphateilchen also relativ groß sind, stoßen sie schneller an andere Teilchen und ionisieren diese, dadurch verlieren sie aber auch an Energie. Ist diese dann fast verbraucht, so ist das Ionisationsvermögen sehr groß und damit wird gegen Ende der Bahn ein Maximum erreicht.


    Ist das so richtig und ausreichend oder gehört da noch mehr dazu?

    ich denke mal, dadurch das die Energie mit der Eindringtiefe geringer wird, sinkt ja auch die Geschwindigkeit der alpha-Teilchen. Somit ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass sie mit anderen Teilchen zusammentreffen und diese ionisieren. Deswegen gibt es da einen Peak (Bragg-Maximum, Bragg-Peak). Bin aber nicht 100% sicher. Werde nochmal nachschauen. Aber erst etwas essen. ;)

    also das ganze hängt definitiv mit der Geschwindigkeit zusammen. Solange das a-Teilchen eine hohe Geschwindigkeit besitzt, gibt es realtiv wenig Energie durch Ionisationsprozesse ab. Reduziert sich aber seine Geschwindigkeit, also seine Energie, steigt die Energieabgabe infolge der Ionisation.
    Man kann sagen, umso weniger Energie, und damit ja Geschwindigkeit, das Teilchen hat, desto mehr Energie verliert es beim Zusammenstoß mit anderen Teilchen.

    Nicht nur Zusammenstöße bremsen die Alpha-Teilchen.
    Auch befreite Elektronen bremsen die zweifach positiv geladenen Heliumkerne.
    Und zwar passiert folgendes:
    Die He2+ (Alpha-Teilchen) Ionisieren umliegende Atome. Dabei werden durch die Coulombsche Kraft Elektronen aus der Hülle der umliegenden Atome herrausgerissen. Da aber die He2+ am Anfang noch sehr schnell sind. Treffen die Elektronen nicht auf die Alpha- Teilchen ud bleiben somit frei zurück. Die Wechselwirkungen mit den Valenzelektronen bremsen natürlich die Alpha-Teilchen, außerdem wird ihre Bahn beeinflußt.

    Aber die Zusammenstöße mit anderen Teilchen (Atomen) erklären das aufgarkeinen Fall, denn warum sollten ab einer bestimmten Tiefe vermehrt Zusammenstöße auftreten?


    Die erhöhte Energieabgabe kommt wie folgt zustande.
    Je tiefer die Teilchen in das Medium eindringen, desto geringer wird ihre Geschwindigkeit. Die Ursache dafür liegt in den oben beschriebenn Effekten (Stöße, "Elektrische Wechselwirkungen").
    Die Ionisation erhöht sich wenn die Teilchen langsamer werden und erreicht einen Spitzenwert zum Ende ihrer Flugbahn (Bragg-peak, höchster Energieverlust).
    Warum die Ionisationsdichte genau stark ansteigt kann ich nicht mit Sicherheit sagen. Der Grund liegt wohl in der Herrauslösung der Elektronen und den dann folgenden Wechselwirkungen (Umladungen).

    Ja und die Ionisation steigt deshalb zum Ende, weil die a-Teilchen langsamer werden und somit die Wahrscheinlichkeit von Zusammenstößen steigt. Die Stöße unterliegen einer Wahrscheinlichkeit pro Zeit und Volumen. Wenn die a-Teilchen langsamer werden steigt somit auch die Wahrscheinlichkeit der Zusammenstöße. (sie brauchen ja länger um durch ein Volumen zu kommen).


    Muss aber zugeben, dass es nirgens (jedenfalls habe ich noch nix gefunden) ordentlich erklärt ist. Überall steht, dass es zum Schluss dieses Maximum des Ionisationsvermögen gibt, allerdings nicht genau warum. Na ich werde noch ein bisschen schauen. Denn warten auf das nächste Semester möchte ich nicht. Da wird es dann nämlich hoffentlich exakt behandelt. ?(

    Je länger die Alpha-Teilchen im Material (bzw. in einem bestimmten Volumenelement des Materials) verweilen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit das sie mit anderen Teilchen zusammenstoßen. Die Verweildauer ist aber meiner Meinung nach direkt abhängig von der Geschwindigkeit. Also betreffen alle Aussagen über die Geschwindigkeit hier auch die Verweildauer. D.h. umso langsamer sie werden, desto länger bleiben sie im Material, desto mehr Stöße gibt es, desto mehr Energie geben sie ab.