III.1.2 particules chargées légères :
électrons (négatons et positons) :
Les électrons en mouvement rapides sont obtenus par :
- l'émission â des radioéléments
- des accélérateurs d'électrons
- la projection d'électrons secondaires par des photons X
ou ã.
Leur énergie cinétique, Ec, se situe entre quelques
keV et quelques MeV.
Les interactions des électrons peuvent être
divisées selon le rayon de l'atome cible (a) et la distance entre la
particule incidente et le noyau (b) de cet atome en 3 catégorie :
Collision radiative, Collision dure, Collision mou [2].
III.1.2.1 Collision radiative, b« ?? :
L'électron interagit avec le noyau de l'atome cible est
subit soit une diffusion élastique ou inélastique,
accompagnée d'un changement de sa direction.
La majorité de ces interactions sont élastiques ;
où l'électron ne perd qu'une quantité d'énergie
cinétique insignifiante.
Cependant un faible pourcentage de ces interactions est
inélastique, où la perte d'énergie III.1.2.2
Collision dure (hard collision), ab :
Les électrons peuvent avoir des interactions colombiennes
directes aves les électrons orbitaux. L'énergie
communiquée a ces électrons leur permet soit :
- De les déplacer de leur niveau à un niveau
supérieur (excitation).
- Ou de s'éjecter avec une énergie cinétique
(ionisation).
Le nombre de collisions dures est généralement
faible, mais l'énergie transférée associée a cette
collision est relativement importante (50% de l'énergie cinétique
d'électron incident).
III.1.2.3 Collision molle (soft collision), b»a
:
L'électron incident est affecté par la force
coulombienne de l'atome entier. L'énergie transférée aux
électrons orbitaux est très faible. Cependant le nombre de
collisions mous est généralement important.
Figure1.3: Les différentes collisions des
particules chargées légères (électrons/positons)
avec la matière.
III.1.2.4 Cas particulier de positons :
L'interaction d'un positon dans la matière commence par
une phase de ralentissement très rapide (3 à 6 picosecondes) au
cours de laquelle, il perd son énergie par les mêmes processus que
l'électron et se comporte de façon similaire.
Figure1. 4: le phénomène
d'annihilation.
Une fois thermalisé (énergie cinétique de
quelques 10-2eV), le positon continue sa pénétration dans la
matière par une phase de diffusion ; au cours de laquelle il passe la
plupart du temps dans les régions interatomiques où il est
repoussé par le potentiel positif des noyaux. En fin de diffusion, au
bout de quelques centaines de picosecondes, il s'annihile avec un
électron libre du milieu (la paire électron-positon
disparaît). L'énergie correspondante, soit 1,022MeV
(2me.c2), apparaît sous forme de deux photons,
émis dans des directions opposées et emportant chacun une
énergie de 511keV [5].
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