Atomik elektron yoğunluğunun yüksek enerjide durdurma gücü hesaplamalarına etkisi Mustafa Çağatay TUFAN ve Hasan GÜMÜŞ

GİRİŞ Durdurma Gücü, enerjik parçacıkların madde içinden geçerken birim yol başına kaybettikleri enerji olarak tanımlanır. Farklı durdurma gücü bölgeleri

Birinci Born yaklaşımında, v hızlı ve Z 1 atom numaralı bir parçacığın durgun haldeki Z 2 atom numaralı bir hedefle çarpışması sonucunda gelen parçacığa bağlı elektron sayısına, hedef atomun etkin yüküne, gelen ve hedefin etkin ortalama iyonlaşma enerjilerine bağlı olarak elde edilen durdurma gücü ifadesi: Durdurma Gücü İfadesi

Bohr Ölçütü v: Gelen iyonun hızı. : r ile r + dr arasındaki yörüngesel elektron hızı (Fermi Hızı).  (r) : Elektronik yük yoğunluğu. b : Değeri 1,26 olan bir orantı sabitidir.

Bağlı elektron sayısı, etkin yük ve etkin ortalama uyarma enerjisi hesabı r : Çekirdekten uzaklık,  (r) : r ile r+dr arasındaki elektronik yük yoğunluğu, : Plazma frekansı,  : civarında ayarlanabilir bir parametredir.

Thomas-Fermi Modeli Toplam enerji: Çekirdek-elektron etkileşmesi: Elektron-elektron etkileşmesi: Kinetik enerji: Yük yoğunluğu: Enerjinin sağlaması gereken şartlar: Elektronik Yük Yoğunluğu

Ziegler-Biersack-Littmark (ZBL) perdeleme fonksiyonu: Tietz perdeleme fonksiyonu:

Thomas-Fermi-Dirac-Weizsäcker Modeli Toplam enerji: Dirac terimi: Weizsäcker terimi: Toplam yük yoğunluğu: i yinci orbitalin yük yoğunluğu: Normalizasyon şartı: Enerji şartı:

UYGULAMALAR

Enerji aralığıTFDWTF-ZBLTF-Tietz Be  C 0,827,836,1 Be  O 3,119,487,62 Be  Al 4,688,257,45 Be  Si 5,268,757,96 BCBC 1,0486,03 BOBO 3,239,187,03 B  Al 6,168,847,53 B  Si 6,889,068,22 OCOC 2,537,145,29 OOOO 7,675,84,84 O  Al 998,44 O  Si 9,99,369,26 Si  C 10,725,284,42 Si  O 13,445,84,94 Si  Al 18,338,969,74 Si  Si 19,339,7710,9

KAYNAKLAR Bethe H. A., Zur tehorıe des durchgags cehneller karpuskularstrahlen durch materie. Ann. Phys. (Leipzig) 5, Bohr N., The Penetration of Atomic Particels through Matter, Mat.-Fys. Medd. Dan. Vidensk. Selsk., 18, Cabrera-Trujillo R., Cruz S. A., Soullard J., Bond Stopping Cross Sections for Protons Incident on Molecular Targets wtihin the OLPA/FSGO implementation of the Kinetic Theory. Nucl. Instr. and Meth. B 93, Tufan M. Ç., Elektronik Uyarmaların Monte Carlo Hesaplamaları, Yüksek Lisans Tezi, O.M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Tufan M. Ç., Köroğlu A., Gümüş H., Stopping Power Calculations for Partially Stripped Projectiles in High Energy Region. Acta Phys. Pol. A 107, No. 3, Tufan M.Ç., Kabadayı Ö., Gümüş H., Stopping Power Calculations of Molecules for Swift Projectiles. Radiat. Phys. Chem., 76,