9. Энергия протонов в ускорителе 100 МэВ. Подсчитать толщину поглотителя
из углерода, необходимую для снижения энергии пучка протонов до 20 МэВ. Как следует из формулы (3), удельные ионизационные потери частиц в веществе зависят от их кинетической энергии: dE/dx = ƒ(E). По мере прохождения частиц в веществе их кинетическая энергия уменьшается. Поэтому для того, чтобы рассчитать потери в достаточно толстом поглотителе (таком, что теряемая при его прохождении энергия ΔE по порядку величины сопоставима с величиной начальной энергии частиц Е), нужно проинтегрировать потери по всей толщине вещества: ΔE = ∫ƒ(E)dx. Так как зависимость ƒ(Е) достаточно сложная, вычислить такой интеграл аналитически затруднительно (см. формулу (3)). Можно посчитать его численно, разбив всю толщину поглотителя на n малых частей толщиной dxi и заменив интеграл суммой: , где Ei – энергия частиц, прошедших в поглотителе расстояние xi (см. рисунок).
Так как разбиение производится на части равной толщины, т.е.
dxi ≡ dx, в
данной задаче требуется найти число отрезков разбиения n, такое, что на толщине
поглотителя Δx = n·dx будет
потеряна заданная энергия ΔE = E – En.
|