ÀÌ¿ÂÈ¿Í µé¶ä - ¿øÀÚ¸¦ ÀÌ¿ÂȽÃÅ°°Å³ª µé¶ß°Ô ÇÏ¸é¼ ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀҴ´Ù.
¹æ»ç¼±ÀÌ ¹°ÁúÀ» Åë°úÇÏ¸é¼ ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÒ´Â ÁÖµÈ °úÁ¤Àº ¹°ÁúÀÇ ¿øÀÚ³ª ºÐÀÚ¸¦ ÀÌ¿ÂÈ(ionization; Àü¸®)½ÃÅ°´Â °ÍÀÌ´Ù. Áï ¹æ»ç¼±ÀÌ ¿øÀÚ(ºÐÀÚ)ÀÇ ±ËµµÀüÀÚ¿¡ Ãæµ¹ÇÏ¿© À̸¦ ºÐ¸®½ÃÄÑ ¿øÀÚ¸¦ ÀÌ¿ÂȽÃÅ°°Å³ª ÀüÀÚ¸¦ º¸´Ù ³ôÀº ¾çÀÚ»óÅ·Πµé¶ß°Ô ÇÑ´Ù. ÀÌ´Â ÀϹÝÀûÀÎ ¹æ»ç¼±ÀÌ °¡Áø º¸ÆíÀûÀÎ Çö»óÀ¸·Î ÀÌ·¯ÇÑ À̿¿¡ ÀÇÇÑ Àü·ù¸¦ ÃøÁ¤Çϰųª µé¶á »óÅ°¡ ¹æÃâÇÏ´Â ºûÀ» °üÃøÇÏ¿© ¹æ»ç¼±À» °èÃøÇÑ´Ù. º£Å¸¼±ÀÇ ÀüÀÚ´Â ÀüÇϸ¦ ¶ì°í Àֱ⠶§¹®¿¡ ¿øÀÚ¿Í ¹°¸®ÀûÀ¸·Î Á¢ÃËÇÏÁö ¾Ê´õ¶óµµ ¸Õ °Å¸®±îÁö ÀÛ¿ëÇÏ´Â Äð·Õ Èû¿¡ ÀÇÇØ Ãæµ¹ÇÑ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ Ãæµ¹ÀÇ °á°ú·Î ¿øÀÚÀÇ ³»ºÎ¿¡³ÊÁö°¡ Áõ°¡µÇ¹Ç·Î ÀüÇüÀûÀÎ ºñź¼ºÃæµ¹ÀÌ´Ù. ÀÌ Ãæµ¹ÀÇ °á°ú·Î ¹æÃâµÇ´Â º£Å¸¼±ÀÇ ¿¡³ÊÁö´Â \[ E_f = E_i - \phi \] À¸·Î, ÀÔ»ç º£Å¸¼±ÀÇ ¿¡³ÊÁö $E_i$¿¡¼ ÀÌ¿ÂÈ¿¡³ÊÁö $\phi$¸¦ »«´Ù.
º£Å¸¼±Àº ÇϳªÀÇ À̿½ÖÀ» ¸¸µé±âµµ ÇÏÁö¸¸ ±× ¿¡³ÊÁö°¡ ÃæºÐÇÏ´Ù¸é Ãæµ¹ °á°ú·Î ¹æÃâµÇ´Â ÀüÀÚ ¶ÇÇÑ ´Ù¸¥ ¿øÀÚ¸¦ ÀÌ¿ÂȽÃų ¼ö ÀÖÀ» Á¤µµÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áú ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ 2Â÷ ÀüÀÚ´Â »ó´çÈ÷ ¸Õ °Å¸®±îÁö ¿îµ¿ÇÒ ¼ö ÀÖ¾î¼ À̸¦ µ¨Å¸¼±(delta ray)À̶ó ÇÑ´Ù. Áï µ¨Å¸¼±Àº ¾ËÆļ±À̳ª º£Å¸¼± µî ÀüÇϸ¦ ¶í ¹æ»ç¼±¿¡ ÀÇÇØ ¹°ÁúÀÇ ±ËµµÀüÀÚ°¡ 1.0 keV Á¤µµÀÇ ¿¡³ÊÁö·Î ¹æÃâµÇ´Â ÀüÀÚ¼±À» ¸»ÇÑ´Ù. °í¿¡³ÊÁöÀÇ º£Å¸¼±Àº µ¨Å¸¼±ÀÇ ÀÛ¿ëÀÌ °¡¼¼Çؼ ¹°Áú ¼Ó¿¡ ÀÌ¿ÂÈµÈ ±ËÀûÀÇ ´Ù¹ßÀ» ¸¸µé°Ô µÈ´Ù.
LET - ¼±Çü¿¡³ÊÁöÀü´Þ
¹æ»ç¼±ÀÌ ¹°ÁúÀ» ÀÌ¿ÂȽÃÅ°¸é¼ ¹°Áú¿¡ ¿¡³ÊÁö¸¦ Àü´ÞÇÏ´Â ºñÀ²Àº ¹æ»ç¼±ÀÇ Á¾·ù³ª ÀÌÀÇ ¿¡³ÊÁö¿¡ µû¶ó ´Ù¸£´Ù. À̸¦ Á¤·®È ÇÏ´Â ¾çÀ¸·Î¼ °íÀ¯ÀÌ¿Âȵµ(specific ionization)À» ¾²´Â µ¥ ÀÌ´Â ¹æ»ç¼±ÀÌ ´ÜÀ§±æÀÌ´ç »ý¼ºÇÏ´Â À̿½ÖÀÇ ¼ö¸¦ ¸»ÇÑ´Ù. ÇÑÆí ´ÜÀ§±æÀ̸¦ ÁøÇàÇÏ¸é¼ ÀÒ´Â ¿¡³ÊÁö·Î LET(linear energy transfer)¸¦ Á¤ÀÇÇÑ´Ù. ¹°Áú¿¡¼ $dx$ ÁøÇàÇßÀ» ¶§ ¹æ»ç¼±ÀÌ $dE$ÀÇ ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÒ¾úÀ» ¶§ \[ \mathrm{LET} = - \frac{dE}{dx} \] ÀÌ´Ù. º¸Åë LET´Â $\mathrm{keV/\mu m}$ÀÇ ´ÜÀ§·Î ³ªÅ¸³»´Â µ¥ ¿¹¸¦ µé¾î 20 keVÀÇ º£Å¸¼±Àº $10~\mathrm{keV/\mu m}$, 5 MeVÀÇ Áß¼ºÀÚ´Â $20~\mathrm{keV/\mu m}$ÀÌ´Ù. (LET´Â ¾Õ¼ '¾ËÆÄÀÔÀÚ¿Í ¹°ÁúÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ë' Àý¿¡¼ ´Ù·é ÀúÁö´É°ú °°À¸³ª ¾ö¹ÐÇÏ°Ô´Â Â÷ÀÌ°¡ ÀÖ´Ù. ÀÔ»çÀÔÀÚ°¡ ¹°ÁúÀ» 1Â÷·Î ÀÌ¿ÂȽÃÄ×À» ¶§ ÀÌ ÀÌ¿ÂÀÌ °¡Áø ¿¡³ÊÁö°¡ ¾î¶² ƯÁ¤ÇÑ °ª $E_0$¸¦ ³ÑÀ¸¸é ÀÌ´Â ´Ù½Ã 2Â÷ ÀÌ¿Âȸ¦ À¯¹ßÇÏ´Â µ¥ ÀÌÀÇ ±â¿©¸¦ Á¦¿ÜÇÏ°í, ´ÜÁö 1Â÷ ÀÌ¿ÂÈ·Î Àü´ÞÇÏ´Â ¿¡³ÊÁöÀÇ ºñÀ²¸¸ ¹Ý¿µÇؼ LET·Î »ï´Â´Ù. ¹Ý¸é¿¡ ÀúÁö´ÉÀº ¾î¶°ÇÑ ¹æ¹ýÀ¸·ÎµçÁö ÀÔ»çÀÔÀÚ°¡ ÀÒ´Â ¸ðµç ¿¡³ÊÁö¸¦ ´Ù ¹Ý¿µÇÑ´Ù)
Á¦µ¿º¹»ç - ÀüÀÚÀÇ °æ·Îº¯°æ¿¡ ÀÇÇØ X¼±À» ¹æÃâÇÏ¸é¼ ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀҴ´Ù.
Á¦µ¿º¹»ç(ð¤ÔÑÜßÞÒ: bremsstrahlung)´Â ÇÏÀüÀÔÀÚ°¡ ±Þ°ÝÇÏ°Ô °¡¼ÓµÉ ¶§ ÀüÀÚ±âÆĸ¦ º¹»çÇÏ´Â °ÍÀ¸·Î ÁÖ·Î ÀüÀÚ°¡ X¼±À» ¹æÃâÇÏ´Â °ÍÀ» ¸»ÇÑ´Ù. º£Å¸¼±ÀÇ ÀüÀÚ°¡ ¹°Áú¿¡ ÁøÀÔÇÏ¸é¼ ÇÙ ¿·À» Áö³¯ ¶§ ÇÙÀÇ °ÇÑ Á¤Àü±â·ÂÀ¸·Î Áø·Î°¡ Å©°Ô ²ªÀδÙ. Á¦µ¿º¹»ç´Â ÀüÀÚÀÇ °¡¼ÓµµÀÇ Á¦°ö¿¡ ºñ·ÊÇÏ´Â ºñÀ²·Î ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÒÀ¸¸é¼ ÀÌ ¿¡³ÊÁö¸¦ ±¤ÀÚ°¡ °¡Áö°í ³ª°¡´Â Çö»óÀÌ´Ù. ÀüÀÚÀÇ °¡¼Óµµ°¡ ¼Óµµ¿Í °°Àº ¹æÇâÀÏ ¶§, Áï ¼±ÇüÀÎ ¿îµ¿¿¡¼ÀÇ °¡¼ÓÀ̶ó¸é ¹æÃâµÇ´Â ÀÏ·üÀº »ó´ë·ÐÀûÀÎ ¶ó¸ð °ø½ÄÀ¸·Î Ç¥ÇöµÇ¸ç, \[ P = \frac{dE}{dt} = \frac{e^2 a^2 \gamma^6}{6\pi \varepsilon_0 c^3} \] ÀÌ´Ù. ¿©±â¼ $\gamma$´Â ·Î·»Ã÷ Àμö, $a$´Â °¡¼ÓµµÀÌ´Ù. º¸´Ù ÀϹÝÀûÀÎ °¡¼Ó¿îµ¿À̶ó¸é \[ P = \frac{e^2 \gamma^6}{6\pi \varepsilon_0 c^3} \left[ a^2 - (\vec{v} \times \vec{a})^2 \right] \] ÀÇ ÀÏ·ü·Î ±¤ÀÚ¸¦ ¹æÃâÇÏ¸é¼ °°Àº ºñÀ²·Î ÀüÀÚ´Â ¿¡³ÊÁö¸¦ ÀÒÀ» °ÍÀÌ´Ù.
Á¦µ¿º¹»ç´Â °íÀü·ÐÀûÀÎ Çö»óÀ̹ǷΠ¹æÃâµÇ´Â ±¤ÀÚ°¡ °¡Áö´Â ¿¡³ÊÁö´Â ÀüÀÚÀÇ ¿îµ¿¿¡³ÊÁöÀÇ ÃÖ´ñ°ªÀ¸·ÎºÎÅÍ ±× ¾Æ·¡·Î 0±îÁö ¿¬¼Ó ½ºÆÑÆ®·³À» ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ±×·¯³ª ¹°Áú¿¡¼ ÀüÀÚ´Â Á¾ÀâÀ» ¼ö ¾øÀÌ Áø·Î°¡ ²ª¾îÁú ¼ö Àֱ⠶§¹®¿¡ ÀÌÀÇ ½ºÆåÆ®·³À» ¿¹ÃøÇÏ´Â °ÍÀº ¾î·Æ´Ù. ¹Ý¸é¿¡ ¹æÃâµÇ´Â X¼±ÀÇ ½ºÆåÆ®·³Àº ½±°Ô ÃøÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
graph |
|
Á¦µ¿º¹»ç_Á¦µ¿º¹»ç(bremsstrahlung)´Â º£Å¸¼±ÀÌ ÇÙ ÁÖº¯À» Áö³¯ ¶§ °æ·Î°¡ ²ªÀÌ¸é¼ ÀüÀÚ±âÆĸ¦ ¹æÃâÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ¿À¸¥ÂÊÀº ÀÌ¿¡ ´ëÇÑ ÆÄÀÎ¸Õ µµÇüÀÌ´Ù.
|
ÀÌ·¯ÇÑ Á¦µ¿º¹»ç´Â '±¤¾çÀÚ¼³' ´Ü¿ø¿¡¼ ´Ù·é°Í ó·³ °¡¼Ó½ÃŲ ÀüÀÚ¸¦ ±Ý¼Ó¿¡¼ Á¦µ¿(to breake, stopping)½ÃÄѼ X¼±°ü(X-ray tube)¿¡¼ X¼±À» ¹ß»ý½ÃÅ°´Â ¿ø¸®°¡ µÈ´Ù. X¼±°üÀÇ °¡¼ÓµÈ ÀüÀÚ´Â °¡¼ÓÀü¾Ð¿¡ µû¸¥ ±ÕÀÏÇÑ ¿¡³ÊÁö¸¦ °¡Áö°í ÀÖÁö¸¸ º£Å¸¼±ÀÇ ÀüÀÚ´Â ÀÌ ¿ª½Ã ºØ±«°úÁ¤¿¡¼ ¿¬¼ÓÀûÀÎ ½ºÆåÆ®·³À» ÇÏ°í ÀÖÀ¸¹Ç·Î ±× ºÐÆ÷´Â ´õ Æø³Ð°Ô ³ªÅ¸³´Ù.
ÀüÀÚ°¡ $Z$ÀÇ ÇÑ ÇÙ°ú Ãæµ¹Çؼ Á¦µ¿º¹»ç°¡ ÀϾ È®·üÀº ´ëü·Î ¹æÃâµÇ´Â ±¤ÀÚÀÇ Áøµ¿¼ö¿¡ ¹Ýºñ·ÊÇÑ´Ù. Áï ´ÜÀ§ $\omega$´ç È®·ü¹Ðµµ´Â \[ P(E, \omega) \propto \frac{Z^2}{\omega} f(E, \omega) \] ÀÌ´Ù. ¿©±â¼ $f(E, \omega)$´Â ´ëü·Î $E$¿Í $\omega$¿¡ µû¶ó Å©°Ô º¯ÇÏÁö´Â ¾Ê´Â´Ù. ´Ü ÀüÀÚÀÇ ¿îµ¿¿¡³ÊÁö¿¡ »ó´çÇÏ´Â ±¤ÀÚÀÇ Áøµ¿¼ö´Â $\omega \lt \frac{K_e}{\hbar}$·Î Á¦ÇѵȴÙ. µû¶ó¼ È®·ü¹Ðµµ¿¡ °¢°¢ÀÇ ±¤ÀÚÀÇ ¿¡³ÊÁö $\hbar \omega$¸¦ ¹Ý¿µÇؼ ±¤ÀÚ·Î ¹æÃâµÇ´Â ¿¡³ÊÁöÀÇ ±â´ëÄ¡¸¦ °è»êÇÏ¸é º£Å¸¼±ÀÇ ¿¡³ÊÁö $K_e$¿¡ ºñ·ÊÇÏ´Â °ÍÀ» È®ÀÎÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
º£Å¸ºØ±«¿¡ °ü·ÃµÈ Á¦µ¿º¹»ç´Â ³»ºÎ¿Í ¿ÜºÎ·Î ±¸ºÐÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ³»ºÎÁ¦µ¿º¹»ç(inner bremsstrahlung)´Â ÇÙ ¼Ó¿¡¼ º£Å¸ºØ±«°¡ ÀϾ´Â °úÁ¤¿¡¼ ÇÙÀ» Å»ÃâÇÏ´Â ÀüÀÚ(¾çÀüÀÚ)°¡ ÇÙ·ÂÀ¸·Î °¨¼Ó(°¡¼Ó)µÇ´Â °Í¿¡ ÀÇÇÑ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ °æ¿ì ÁÖ·Î ³·Àº ¿¡³ÊÁöÀÇ º£Å¸¼±ÀÌ °¡°¨¼ÓµÇ´Â ºñÀ²ÀÌ Å©¹Ç·Î º£Å¸¼±ÀÇ ¿¡³ÊÁö°¡ Ä¿Áö¸é ÀÌ·¯ÇÑ Á¦µ¿º¹»ç´Â Á¡Á¡ ÁÙ¾îµé°Ô µÈ´Ù. ÇÑÆí ¿ÜºÎÁ¦µ¿º¹»ç(outer bremsstrahlung)´Â óÀ½¿¡ ¼³¸íÇÑ °Íó·³ º£Å¸¼±ÀÌ ´Ù¸¥ ¹°Áú¿¡ ÁøÀÔÇÒ ¶§ ¹°Áú¿¡ Èí¼öµÇ´Â °úÁ¤¿¡¼ X¼±À» º¹»çÇÏ´Â °ÍÀ» ¸»ÇÑ´Ù.
_ ¾ËÆÄÀÔÀÚ¿Í ¹°ÁúÀÇ »óÈ£ÀÛ¿ë_ ÀÌ¿ÂÈ¿¡³ÊÁö_ ÀüÀÚÀÇ ¿îµ¿_ ·Î·»Ã÷ Àμö_ ¶ó¸ð °ø½Ä_ ³»ºÎ¿¡³ÊÁö_ ºñź¼ºÃæµ¹_ È®·ü¹Ðµµ_ ÀüÀÚ±âÆÄ_ ±¤¾çÀÚ¼³_ ÀúÁö´É_ ¾çÀüÀÚ_ ¹æ»ç¼±_ Áß¼ºÀÚ_ Áøµ¿¼ö_ X¼±°ü_ ÇÙ·Â_ Àü·ù_ ÀüÇÏ_ Äð·Õ
|