重荷電粒子の知識

1. 重荷電粒子の特徴 🐘

物質の中で電子とぶつかってもびくともせず、ほぼ直線的に進むのが最大の特徴！

• 陽子: 電子の約 1840 倍の重さ。
• α 粒子: ヘリウムの原子核。電子 of 約 7400 倍の重さ！
• 炭素線（重粒子）: さらに重い炭素の原子核。

2. 重荷電粒子の相互作用 💥

重荷電粒子はその重さゆえ、原子核にブレーキをかけられても「放射損失（制動放射）」をほとんど起こさない！

• エネルギー損失の原因: 衝突損失（電離・励起）がほぼ 100% ！

3. ブラッグピーク ⛰️

重荷電粒子において最も重要な現象。

• 現象: 物質の中を進んだ重荷電粒子が、とまる直前にエネルギーを一気に放出する特性。
• 理由: 止まる直前は速度が遅くなるため、周囲の電子と「じっくり」相互作用する時間が長くなり、電離の密度が最大化（阻止能が最大）するから！

4. 重荷電粒子の飛程 ⚖️

真っ直ぐ進むため、エネルギー(E)がわかれば止まる深さ（飛程 R）もわかる！
$$R \propto \frac{E^2}{mz^2}$$
M：粒子の重さ　z：電荷

5. 阻止能のルール 📐

荷電粒子（電子、陽子、α線など）が物質中を進む間に失うエネルギーを阻止能 $S$ と呼ぶ！
重荷電粒子において、以下の法則が成り立つ。

• 粒子の電荷 $z$ の 2 乗に比例 する！ ($S \propto z^2$)
• 粒子の速度 $v$ の 2 乗に反比例 する！ ($S \propto 1/v^2$)
• ぶつかる物質の原子番号 $Z$ および電子密度に比例する。