?
Каскадно-деградационные процессы. Часть 3. Каскадно-деградационные процессы: пространственная задача
Последовательно сформулирована аналитическая модель обобщенной диффузии быстрых частиц, позволившая в широком диапазоне энергий частиц и параметров среды рассчитать с точностью 10–30 % среднюю длину пробега вдоль координаты ускоренных электронов и фотонов, а также оценить распределение длин пробега, энерговклад и время торможения для широкого круга каскадно-дегра- дационных процессов. Эта модель основана на анализе практической применимости предельных случаев диффу- зионного и прямолинейного распространения быстрых ча- стиц, а также создания обобщенной модели, включающей сшивку предельных случаев. При этом основное внимание уделено интегральным характеристикам, имеющим наи- большее значение для распространения быстрых частиц. В качестве основного примера детально рассмотрено тор- можение нерелятивистских и релятивистских электронных пучков в различных характерных газовых, плазменных и твердых средах. Показаны качественные различия про- хождения пучков быстрых частиц через тонкие и толстые слои вещества, а также особенности отражения пучков от рассеивающих сред. Рассчитаны коэффициенты объемного отражения ускоренных электронов и фотонов от различ- ных сред методом диаграмм, причем в качестве нулевого приближения использовано прямолинейное приближе- ние. Определена максимальная толщина тонкого слоя, тор- можение быстрых частиц в которой осуществляется без существенного искривления траектории. Показано, что ис- пользование формул тонких слоев для пробегов в толстых слоях может давать пятикратно завышенные значения. Существенно, что в соответствии с моделью обобщенной диффузии толщина слоя среднего пятикратного пробега на много порядков ослабляет поток быстрых частиц. Про- анализирована характерная ошибка расчетов пробегов электронов, которая связана с некорректностью исполь- зования среднего зарядового числа в веществах и смесях, состоящих из атомов с существенно различным зарядовым числом. Показано, что при этом может иметь место завы- шение пробегов электронов на 10–23%.