Part 1

Образование электронно-позитронных пар

Эффект образования электронно-позитронной пары состоит в образовании фотоном в поле ядра пары заряженных частиц: электрон и позитрон. Сам фотон при этом исчезает, а его энергия идет на создание двух масс покоя (2m_ec² = 1,022 МэВ) и кинетической энергии заряженным частицам и энергию отдачи ядра (~ 5 кэВ), которая делится между частицами поровну. Таким образом, энергетическая зависимость сечения этого процесса σ_п имеет пороговый характер (см. рис. 1.17) с порогом E_пор~1,02 МэВ и монотонно возрастает с увеличением энергии фотонов до примерно постоянного значения в области энергий ~ 50 МэВ.

Когда образование пары происходит в поле орбитального электрона, то этот процесс называется образование триплета (электрон, позитрон и орбитальный электрон) и кинетическая энергия распределяется уже между тремя частицами. Порог данного эффекта равен 4m_ec². Сечение образования пар в поле орбитального электрона пропорционально Z, а в поле ядра пропорционально Z². Абсолютная величина сечения σ_п в поле орбитального электрона много меньше (примерно в 50 раз) сечения образования пар в поле ядра.

Рис. 1.21. Схематическое изображение эффекта образования пары: электрон

и позитрон

Электрон и позитрон испускаются главным образом в том же направлении, в каком двигался родительский фотон, точнее в пределах телесного угла 0,511/E_γ радиан. Свободный позитрон нестабилен и преимущественно в конце пробега аннигилирует с одним из электронов среды. В результате аннигиляции образуются два фотона с энергией по 0,511 МэВ (рис. 1.21). Поскольку аннигиляция имеет наибольшую вероятность при малых энергиях позитрона, угол между направлениями разлета аннигиляционных фотонов составляет ~180^о.

Yandex.RTB R-A-252273-3
Содержание
Yandex.RTB R-A-252273-4