Radial energy distribution around ionizing-particle tracks in SiO₂

Summary

The radial energy distribution around ionizing particle tracks has been found to be important in several phenomena ranging from scintillation efficiency to radiobiological effects. The relevant phenomenological aspects of these experiments, together with the models proposed to explain them, have been reviewed and the dynamics of energy deposition discussed in detail. New data on low-energy electrons stopping power in SiO₂ allow us to propose a calculation method of radial energy distribution that compares favourably with the former ones, due to the rejection of a restrictive hypothesis, as the orthogonal emission of δ-rays. Furthermore, our method is consistent with the experimental data on the stopping power of the incident particle.

Riassunto

La distribuzione radiale di energia attomo alle tracce di particelle ionizzanti si è rivelata di grande importanza in fenomeni che vanno dall'efficienza di scintillazione ad effetti radiobiologici. Nel presente lavoro si sono considerati gli aspetti fenomenologici dei precedenti esperimenti ed i modelli proposti per spiegarli e si è discussa in dettaglio la dinamica della deposizione di energia. Nuovi dati sulla perdita specifica di energia (stopping power) in SiO₂ ci hanno messo in grado di proporre un metodo di calcolo della distribuzione radiale di energia che introduce miglioramenti rispetto ai precedenti, grazie all'eliminazione di un'ipotesi restrittiva come l'emissione ortogonale degli elettroni secondari. Inoltre il nostro metodo è compatibile con i dati sperimentali sullo stopping power della particella incidente.

Резюме

Получено, что радиальное энергетическое распределение вокруг треков иониэирующих частиц является важным в некоторых явлениях: от эффективности сцинтиляции до радиоиологических эффекттов. Анализируются соответствующие феноменологические аспекты этих экспериментов вместе с моделями, предложенными для обьяснения этих экспериментов. Подробно обсуждается динамика выделения энергии. Новые данные для тормозной способности электронов низких энергий в SiO₂ позволяют нам предложить метод вычисления радиального энергетичетического распределения, который улучшает имеющиеся результаты из-за отказа от такой ограничивающей гипотезы, как ортогональная эмиссия вторичных электронов. Кроме того, наш метод согласуется с экспериментальными данными для тормоэной способности падающих частиц.