III.1.3 particules chargées lourdes (proton,
á) :
Une particule chargée lourde (la masse d'un proton est
environ 1840 fois plus grande que celle d'un électron) ;
pénétrant dans un milieu, interagit avec les atomes du milieu et
se ralentit. La force d'interaction dominante est la force coulombienne entre
la particule incidente, chargée positivement, et les électrons
atomiques, chargés négativement. Les interactions avec les
noyaux, que ce soit par l'intermédiaire des forces coulombiennes ou des
forces nucléaires, sont exceptionnelles (environ 10 fois moins
fréquentes qu'avec les électrons) et peuvent être
négligées dans le processus de ralentissement. On distingue alors
trois processus d'interaction majoritaires:
-Si l'interaction est assez intense, le transfert
d'énergie peut être suffisant pour arracher un électron de
l'atome auquel il était lié : c'est le phénomène
d'ionisation. Il y a création d'une paire d'ions (ion positif et
électron) dans le milieu.
-Si l'interaction est insuffisante pour créer une
ionisation, il y a seulement excitation : l'électron change
d'état quantique, l'excitation le fait passer d'un état initial,
d'énergie de liaison E0, à un état final moins lié,
d'énergie E1.
-Un troisième type de processus concerne la capture
électronique au cours de laquelle le projectile capture, sur une de ses
orbitales externes, un électron de l'atome cible.
En conséquence, les particules chargées lourdes,
étant beaucoup plus lourdes, elles ne sont pas sujettes au rayonnement
de freinage. Les transferts d'énergie sont importants et la trajectoire
est approximativement rectiligne.
Dans l'eau, le TLE est à peu prés de 150
keV.ìm-1, DLI de 4500 paire d'ions.ìm-1. La longueur des
trajectoires, est presque égale à la profondeur de
pénétration. Cette profondeur ne dépasse pas quelques cm
dans l'air et quelques dizaines de ìm dans l'eau [2].
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