
【电】 equivalent stopping cross section
【化】 equivalent; equivalent weight
【医】 equivalent; equivalent weight
【经】 equivalent units
hold back; impede; prevent; prohibit; detain; restrain; stop
【医】 arrest
【经】 hold back
section
【化】 cross profile; cross section
当量阻止截面(Equivalent Stopping Cross-Section)是核物理与辐射防护领域的关键参数,用于量化带电粒子(如α粒子、质子等)穿过物质时的能量损失效率。其英文直译为“equivalent stopping cross-section”,国际通用符号为$sigma_{eq}$。该参数通过归一化物质密度与原子序数的影响,将不同材料的阻止能力转换为等效参考物质(如空气或水)的截面值,便于跨材料比较。
核心物理意义
当量阻止截面综合了粒子与物质原子核及电子的相互作用,其数学表达式为:
$$ sigma_{eq} = frac{1}{N} cdot frac{dE}{dx} cdot frac{1}{rho} $$
式中$N$为物质原子数密度,$frac{dE}{dx}$为线性阻止本领,$rho$为密度。该公式由国际辐射单位与测量委员会(ICRU)在技术报告第49号中标准化。
应用领域
权威参考文献
“当量阻止截面”是物理学中用于描述粒子在介质中能量损失效率的复合概念,结合了“当量”的标准化含义和“阻止截面”的物理意义。以下是详细解释:
当量(Equivalent)
当量指与某一标准量等效的数值。例如在化学中,当量表示物质反应能力的相对量;在物理中,当量常用于将不同条件下的物理量转换为统一标准值,便于比较。
阻止截面(Stopping Cross Section)
阻止截面描述带电粒子(如电子、α粒子)穿过介质时,因电离或激发作用损失能量的概率,通常用有效面积表示。其数值与粒子速度、电荷及介质性质相关,计算公式常基于Bethe公式:
$$
-frac{dE}{dx} = frac{4pi e}{m_e v} NZ lnleft(frac{2m_e v}{I}right)
$$
其中(N)为介质原子密度,(Z)为原子序数,(I)为平均激发能。
当量阻止截面的综合含义
当量阻止截面是将不同材料的阻止能力归一化为等效标准值的参数。例如,通过当量换算,可将某材料对粒子的阻止效果转换为等效厚度或等效密度的参考材料(如铝或铅)对应的截面值,便于工程设计和辐射防护计算。
应用场景:
如需更专业的公式推导或实验数据,建议参考粒子物理或辐射防护领域的权威文献。
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