Иванов В.Е. Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли. Апатиты, 2001.

Глава 3. Элементарные процессы взаимодействия протонов и атомов водорода с атмосферными газами отклоняются на большие углы Ѳ* 1 радиан на длине пути порядка транспортной длины /,, (см. /49/): где п0 - концентрация атомов в поглотителе, Ѳ„ - характерный (средний) угол отклонения частицы при столкновении с атомом, а,„, - полное сечение взаимодействия частицы с атомом. По своему физическому смыслу /,г есть расстояние, пройдя которое, первоначально мононаправленный пучок частиц изотропизуется /53/. Из (3.27) и (3.28) следует, что для протонов транспортная длина на шесть порядков больше, чем для электронов той же скорости. Учитывая, что тормозные способности протонов (см. раздел 3.8) и электронов (см./16/) при равных скоростях являются величинами одного порядка, можно сказать, что быстрый протон замедляется в веществе примерно так же, как и электрон, а отклоняется намного слабее. Таким образом, качественная картина движения для протона в веществе совсем не такая, как для электрона. Для быстрых протонов всегда справедливо неравенство: (где R - полный пробег частицы), и можно считать, что протон слабо отклоняется практически на всем пробеге. Для электронов, как правило, соотношение между транспортной длиной и пробегом противоположное: Приведенные выше рассуждения относительно углового рассеяния протонов применимы также к атомам водорода. Поэтому при моделировании переноса протонно­ водородных потоков в газовых поглотителях можно считать достаточно оправданным представление об отсутствии углового рассеяния. Однако для определения потерь энергии на передачу импульса, а также для проведения некоторых оценок учет углового рассеяния необходим. Малое отклонение протонов и атомов водорода при рассеянии сильно осложняет измерение дифференциальных сечений углового рассеяния, поэтому таких измерений для реакций с атмосферными составляющими мало. Дифференциальные сечения углового рассеяния для реакции перезарядки протона на 0 2 и N2 измерялось в работах /151,158/. В ранней работе /151/ измерения проводились для энергий протонов 30-300 эВ и углов рассеяния <30°, однако использовались пучки шириной *0.5°, поэтому можно считать достоверными только значения для углов рассеяния >1°. Поведение сечения для малых углов рассеяния исследовалось в /158/. Данные приведены на рис.3.6. В работе /239/ приведены результаты измерений суммы дифференциальных сечений упругого и полного неупругого рассеяния атомов водорода с энергиями 0.5, 1.5, 5.0 кэВ на 0 2 и N2 для углов рассеяния 0.13-5.26°. Теоретический расчет дифференциального сечения упругого рассеяния Н на 0 2 для больших углов рассеяния проведен в /339/, и сделано предположение о пропорциональности этому сечению дифференциального сечения обдирки атомов водорода, что получило косвенное подтверждение в эксперименте. Данные работ /239,339/ представлены на рис.3.7 в приведенных координатах т = £Ѳ и р = ѲsinG do(Q )/dQ , где Е - энергия столкновения, Ѳ - угол рассеяния. l,r ~ {w ,o ,Ql Y . (3.28) К » (3.29) 84