Kernphysik

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 EXPERIMENTELLE TECHNIKEN TeV Ablenkung: 8000 Supraleitende Magnete (B ≈ 8,3 T), gekühlt mit flüssigem Helium Druck im Ring: ≈ 10 −10 mbar Baukosten ≈ 3 · 10 9 Euro, getragen von 20 Nationen v = c(1 − 2 · 10 −6 ): Ring wird ca. 11000 x/sec durchlaufen Leistungsaufnahme: ≈ 150 MW (Düsseldorf ca. 500 MW) Variante: Speicherring: v=const. im Synchrotron, Teilchen werden eingekoppelt → Quasi-kontinuierlicher Strahl möglich, hohe Intensitäten. 4.2 Wechselwirkung ionisierende Strahlung ↔ Materie Als Grundlage der Detektion, z.B. • schwere Teilchen, geladen (p, α), oder neutral (n) • leichte Teilchen (e − , e + , ν e ) • γ-Strahlung (Photonen), sonstige Austauschbosonen (s. Kap. 8) Charakter und stärke der WW, abhängig von Teilchenart. 4.2.1 schwere, geladene Teilchen (als Projektil) +ze=q überwiegend Coulomb, m p >> m e überwiegend Streuung an e − der Atomhüllen → Ablenkung, E-Verlust des Projektil pro Stoss mit e − ist sehr klein Abnahme der Strahlintensität ist nicht-exponentiell Vorgehen Modell: 1. ∆p bzw. ∆E pro Stoss an einem e − 2. Aufintegrieren über n e Elektronendichte F ‖ mittelt sich weg ⇒ Projektil, e − erfährt Kraft F ⊥ , ∆⃗p ⊥ ⃗e x Annahme: E Bindung (e − ) ≈ 0
SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Thomas Heinzel Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik, inoffizielle Mitschrift by: Christian Krause, Matr. 1956616 4 EXPERIMENTELLE TECHNIKEN ⃗F = −e · ⃗E = 1 4πε 0 zp · e 2 r 2 ⃗e r = 1 4πε 0 zp · e 2 x 2 + b 2⃗e r → ∆p e = ∫ ∞ −∞ F ⊥ dt dt= dx v = ∫ ∞ F ⊥ −∞ v dx = e v ∫ ∞ −∞ E ⊥ dx ∫ ∞ ∫ NR: Lösung E ⊥ dx mit Satz von Gauss: −∞ A ∫ ⃗Ed A ⃗ = V ⃗O ⃗ EdV Gauss = z · e ε 0 eingeschlossene Ladung; Boden, Deckel → x → ±∞ tragen nicht bei ∫ ∞ = 2πb E ⊥ (b, x)dx −∞ ⇒ ∫ ∞ −∞ E ⊥ dx = z p · e 2πb · ε 0 ⇒ ∆E e = −∆E p = ∆p2 e 2m e = z 2 pe 4 8π 2 b 2 ε 2 0 m ev 2 Aufintegrieren über alle e − im Target: ∆e (tot) p ⎡ ⎤ b∫ max z = − ⎣ pe 2 4 1 n e 8π 2 b 2 ε 2 0 m ev 2 b 2 · }{{} 2πb db⎦ ∆x ∝ 1 b b min Jacobi → divergiert → Lege sinnvolle Grenzen b min , b max fest. b min z.B. ≈ r 0 b max z.B. ≈ 3x Abschirmlänge (Yukawa-Potential) ⇒ ∆E p ∆x ≈ dE p dx = − z2 pe 4 n e 4πε 2 0 m e 1 v 2 p ( ) bmax ln b min Bethe-Bloch-Formel Beschreibt Energieverlust Projektil pro Strecke im Targetmedium Beachte: dE p dx ∝ 1 E p (nichtrelativistisch) → Energie wird in relativ kleinem Fenster absorbiert Bragg-Peak: ⇒: Durch Wahl von E p , Targetmaterial → einstellen, in welcher Tiefe E p deponiert wird; z.B. Implantation in Kristallen, Protonentherapie Seite 33
Seite 1 und 2: SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr.
Seite 31: SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr.
Seite 83 und 84:
SS 2013, HHU Duesseldorf, Prof. Dr.
Seite 85 und 86:
Seite 87:
Alle anzeigen

Kernphysik

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?