重带电粒子与物质相互作用

α粒子（α射线）就是高速运动的氦核，它是一个极其稳定的原子核。重带电粒子是相对于电子质量而言的，质量要比电子的质量大的多。重带电粒子与物质相互作用，常常是以α粒子为例。

α粒子主要由不稳定的原子核（如象 232 Th、 228 Ra等放射源）放出来的，最大能量～10MeV 通常情况下 4～6MeV，可放出α粒子的放射性同位素有200多种。有时可由加速器得到能量可达几百MeV的α粒子（这样的能量足以克服任何靶物质原子核的库仑排斥力，而使α粒子进入核力范围，因而它是产生核反应的一种有效的入射粒子）。

随着粒子与物质的相互作用，粒子逐渐损失能量，速度减慢 → 慢化，入射粒子最后完全停留在靶物质 → 吸收。

几种主要的使入射粒子损失能量（慢化）的相互作用过程：

电离能量损失、辐射能量损失和散射。

电离能量损失：当α粒子通过物质时，由于与靶物质核外电子之间的库仑作用力，使电子受到吸引或排斥。从而，使电子获得一部分能量。获得的这部分能量分成两种情况：

电离：获得的能量足够大，足以克服原子核的束缚变成自由电子

激发：传递的能量不够大，不足以克服原子核的束缚，可以使电子从低能级状态跃迁至高能级状态、使原子处于激发状态。

原子退激：激发状态是不稳定的，以发射光子的形式放出相应的能量，回到基态。

当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰撞时，靶物质原子获得能量发生电离或激发，入射射线（ α ）损失能量、慢化，电离能量损失是重带电粒子在穿过物质的过程中，能量损失的主要方式。

电离损失与入射粒子速度成反比，当种类相同的入射粒子（粒子速度V不太大时），入射到相同的靶物质中时，相同的情况下，速度越快，损失能量越小。速度相同，而所带电荷不同的入射粒子，原子序数大电离损失大，原子序数小电离损失小，速度相同，入射粒子的电荷数越多，能量损失越快，穿透本领越弱。