Источники гамма - излучения

1. При вращении в магнитном поле с индукцией B электрон излучает электромагнитную энергию (магнитно- тормозное или синхротронное излучение). Интенсивность излучения такова, что за один оборот электрон теряет энергию

(*)

где E_e - энергия электронов, E_e и E - в ГэВ, B - в Тл. Частота излучаемых квантов в среднем составляет

При каких значениях E_e потери на синхротронное излучение за оборот составляют 10% от первоначальной энергии электронов? Сколько -квантов излучается при этом?

Из выражения (*) получаем отношение E/E_e = 3 10^-5E_eB. Возьмем значение B = 1 Тл, E/E_e = 1/10. Тогда E_e = 3.3 10³ ГэВ = 3.3 ТэВ, а потери энергии электронами за оборот E = 330 ГэВ. Число -квантов, излучаемых за оборот

2. Для создания источника монохроматических фотонов с регулируемой энергией можно использовать комптоновское рассеяние лазерного излучения на ускоренных электронах. Энергия рассеянного фотона будет зависеть от скорости v ускоренного пучка электронов, энергии и угла столкновения фотонов лазерного излучения с пучком электронов, а также угла между направлениями движения первичных и рассеянных фотонов:

Вычислить максимальную энергию полученного монохроматического излучения, если в качестве источника первичных фотонов использовать излучение рубинового лазера ( =1.78 эВ), а электроны имеют кинетическую энергию: 1) 10 МэВ, 2) 1 ГэВ, 3) 5 ГэВ.

Максимальная энергия монохроматического излучения достигается при = = , при этом cos = - 1 и cos ( - ) = 1. Энергия - квантов будет

Определим теперь величину = v/c. Полная энергия частицы

,

откуда

и

.

Отношение кинетической энергии частицы T к энергии покоя mc² обозначим как , тогда

1. Энергия электронов T_e = 10 МэВ.
   = T_e/m_ec² = 10 МэВ/0.511 МэВ = 19.569.
   
   Максимальная энергия монохроматического излучения
   
2. Энергия электронов T_e = 1 ГэВ.
   = T_e/m_ec² =1000 МэВ/0.511 МэВ = 1956.9.
   
   Максимальная энергия монохроматического излучения
   
3. Энергия электронов T_e = 5 ГэВ.
   a = T_e/m_ec² = 5000 МэВ/0.511 МэВ = 9784,7.
   
   Максимальная энергия монохроматического излучения