Световая энергия поглощается селективно, тогда как излуче­ния высокой энергии поглощаются менее избирательно, практи­чески независимо от химического строения полимера. Существует несколько механизмов передачи энергии среде электронами. Пре­обладание того или иного механизма определяется прежде всего энергией электронов и в меньшей степени характером поглогцаю - j щего материала. При высоких энергиях электронов ее потеря (пе­
редача) идет в основном на тормозное излучение, при низких энер­гиях преобладают упругие и неупругие столкновения. Кроме того, при низких значениях энергии необходимо учитывать упругое рассеяние электронов, при котором происходит изменение направ­ления их движения с потерей определенного количества энергии.

Заряженные частицы с высокой энергией могут тормозиться вблизи атомных ядер среды с одновременной эмиссией тормозного электромагнитного излучения. Энергия частиц при этом постепенно уменьшается пропорционально z2Z2/m2, где г— заряд частицы; Z— атомный номер элемента (заряд ядра); т —масса частицы. Из этого следует, что в веществе, содержащем элемент с высоким атомным номером, в большей степени происходит потеря энергии на излучение; она преобладает при энергии электронов выше 10 МэВ, если же энергия ниже 100 кэВ, то тормозным излучением пренебрегают. В этом случае энергия заряженных частиц может теряться при взаимодействии с электронами среды, в результате возникают возбужденные и ионизированные атомы и молекулы. Бете [1, 2] предложил уравнение для вычисления потери энергии на возбуждение и ионизацию

dE 2Ne4Z Г m0v2E / п ^ ,

—57 - Г 2/0 ~ (2 - 1 + Р2) 1п 2 +

+ 1 - Р2 + ^-(1 - л/ь^Т2)2] (VII. 1)

где v — скорость электронов; с — скорость света; р = о/с; I — средний потен­циал возбуждения атомов вещества; N—число атомов в 1 см3 вещества; то— масса покоя электрона; е — заряд электрона.

При упругих столкновениях заряженные частицы, в том числе и электроны, могут отклоняться от первоначального направления (рассеяние) под влиянием электростатического поля ядер атомов, входящих в состав вещества среды. Рассеяние преобладает над другими механизмами взаимодействия заряженных частиц с веще­ством среды при низких энергиях электронов и у веществ, состоя­щих из атомов с большими атомными номерами.

Максимальный пробег электрона можно описать следующим уравнением [3]:

в _j

*макс=$ (-Ц-) dE (уп-2>

о

Для энергий в интервале от 0,01 до 2,5 МэВ можно руковод­ствоваться, например, эмпирическим уравнением (VII. 3)

Rmskc =* 412£re (VII. 3)

где п = 1,265—0,0954 Inis.

Для энергий 2,2—20 МэВ предложено уравнение (VII. 4)

Ямакс“530£- 106 (VII. 4)

Пробег электронов измеряют экспериментально, определяя чис­ло электронов, проходящих через материал.

Линейной потерей энергии (ЛГ1Э) называют линейную скорость ■потери энергии частицей или излучением, проходящим через мате­риал. В первом приближении ЛПЭ может быть вычислена простым делением общей потери энергии частицы на длину ее пути. Такое вычисление, однако, весьма неточно, так как потеря энергии ме­няется при уменьшении скорости частицы, а энергия ионизирую­щей частицы не поглощается локально, а передается среде с по­мощью вторичного излучения. Например, энергия у-излучения и рентгеновского излучения передается в итоге посредством вторич­ных электронов, которые имеют широкий спектр энергий с разной ЛПЭ. В тех случаях, когда средний потенциал возбуждения из­вестен, можно ЛПЭ вычислить, например, по уравнению (VII. 1) или по другим уравнениям, описывающим иные механизмы потери энергии. Значения ЛПЭ увеличиваются в ряду: у-кванты < элек­троны высоких энергий < рентгеновское излучение малых энер­гий < р-частицы < тяжелые частицы. Для электронов, проходя­щих через полиэтилен, ЛПЭ = (980/£)lg'(0,2£) • 10—1 эВ/нм, при Е — 0,25 МэВ ЛПЭ = 2-10~3 эВ/нм и возрастает до 23-10~3 эВ/м при Е = 1 кэВ.

Основным количественным параметром, характеризующим сте­пень облучения, служит поглощенная доза. Она определяется как усредненное количество энергии, поглощенное в объеме единичной массы вещества. Изменение дозы во времени представляет со­бой важную характеристику облучения. Количественное описание радиационно-химических процессов как элементарных, так и ре­зультирующих, требует, кроме обычных интегральных и дифферен­циальных величин, введения соотношения между поглощенной лу­чистой энергией и химическим результатом ее действия. Для этой цели служит радиационно-химический выход G, представляющий собой число химических изменений при поглощении 100 эВ лучи­стой энергии.