Promieniowanie hamowania ( niem. Bremsstrahlung) – promieniowanie elektromagnetyczne powstające podczas hamowania cząstki obdarzonej ładunkiem elektrycznym w polu jądra atomowego . Promieniowanie to jest jedna z dróg utraty energii przez poruszającą się naładowaną cząstkę.

Energia krytyczna

Szczególnie istotne jest w przypadku wysokoenergetycznych elektronów oddziałujących z materią . Gdy energia elektronu jest większa od tzw. energii krytycznej, straty energii na promieniowanie hamowania są większe od strat na jonizację . Energia krytyczna zależy od rodzaju substancji ośrodka.

Tabela przedstawia przykładowe energie krytyczne elektronów E_k dla kilku substancji:

Cechy promieniowania hamowania

Przekrój czynny na wypromieniowanie fotonów 30keV w funkcji energii elektronów. Linia czerwona - przybliżenie relatywistyczne

• Widmo promieniowania jest w przybliżeniu równomierne w całym zakresie częstotliwości .
• Zakres częstotliwości rozciąga się od 0 do częstotliwości maksymalnej

gdzie

E_k - energia kinetyczna elektronów,

h - stała Plancka .

• Promieniowanie jest emitowane w wąskim stożku w kierunku ruchu elektronów. Im większa jest prędkość elektronów, tym mniejszy jest kąt rozwarcia stożka.
• Strata energii elektronów na jednostkę przebytej przez nie drogi słabo zależy od energii elektronów, gdy ich energia kinetyczna jest dużo mniejsza od energii spoczynkowej . Gdy energia kinetyczna znacznie przewyższa spoczynkową, straty są proporcjonalne do energii. Dla energii elektronów poniżej 2 MeV straty energii na promieniowanie stanowią mniej niż 1% wszystkich strat w typowych materiałach jak: woda, powietrze, substancje organiczne.

Promieniowanie rentgenowskie

Jeżeli elektrony mają dostatecznie dużą energię, mogą emitować również promieniowanie rentgenowskie . Jest to najprostszy sposób wytwarzania promieniowania rentgenowskiego. Zjawisko emisji promieniowania rentgenowskiego może być groźne, ponieważ jest ono bardziej przenikliwe niż promieniowanie beta . Dlatego w ramach ochrony przed promieniowaniem β powinno się uwzględnić nie tylko osłonę przed samymi elektronami, lecz również wziąć pod uwagę promieniowanie X poprzez zmniejszenie energii elektronów lub osłony radiacyjne dla promieniowania rentgenowskiego.

Zobacz też

• jonizacja
• wzór Bethego-Blocha - straty na jonizację
• promieniowanie Czerenkowa
• promieniowanie synchrotronowe

Źródła