Az erdélyi tudomány hírei

Molekulák ionizációja elektronokkal és pozitronokkal

Molekulák ionizációja elektronokkal és pozitronokkal

Atomok vagy molekulák töltött részecskékkel történő ionizációjakor egy vagy több elektron kilép az atom (molekula) kötelékéből. Ezen folyamat során az ionizált elektron és a hátramaradt ion közötti kölcsönhatások meghatározzák a részecskék irányát, illetve energiáját. Ezek ismerete nagyon fontos az orvostudományban használatos diagnosztikai és radióterápiás módszerek esetén. Ilyen diagnosztikai módszer például a pozitron emissziós tomográfia (PET). A rákos daganatok elektronokkal vagy protonokkal történő rákos besugárzásánál, a lövedék mellett, az ionizáció folyamán keletkezett elektronok is okozhatnak károkat akár az egészséges szövetekben is. Ezért is fontos minél pontosabban ismerni ezen részecskék kinematikáját és dinamikáját. A tágabb értelemben vett ütközési folyamatokat és ezen belül az ionizációt a hatáskeresztmetszetnek nevezett fizikai mennyiséggel jellemezzük. Ez az, amit a kísérletekben is mérni tudnak. A jelen, összefoglaló tanulmányban kis méretű molekulák (N2, H20, CH4 stb.) elektronokkal, illetve pozitronokkal történő ionizációját vizsgáltuk, számítógépes modellezéssel határoztuk meg ezek ionizációs hatáskeresztmetszetét és hasonlítottuk össze a kísérletivel. Mivel a pozitron az elektron antirészecskéje (az elektromos töltés előjelében különböznek), az így kapott hatáskeresztmetszetek összehasonlítása a lövedék töltésének az ionizációra gyakorolt hatását is felfedi. A folyamatra jellemző többtest-probléma komplexitása közelítő módszerek alkalmazását követeli meg, ezért nagyon jó egyezést a kísérletileg mért hatáskeresztmetszetekkel főleg a kétatomos molekulák esetén kaptunk, de sikeresen írtuk le például a metán esetén kísérletileg észlelt nagyon erős elektron-mag kölcsönhatást is.

A tanulmány adatai:

Electron and Positron Impact Ionization of Molecules

Szerző: Nagy Ladislau, Tóth István, Câmpeanu Radu I.

Forrás: Atoms (eISSN: 2218-2004), 2024. Volume: 12, Issue: 8.

Molekulák ionizációja elektronokkal és pozitronokkal

Atomok vagy molekulák töltött részecskékkel történő ionizációjakor egy vagy több elektron kilép az atom (molekula) kötelékéből. Ezen folyamat során az ionizált elektron és a hátramaradt ion közötti kölcsönhatások meghatározzák a részecskék irányát, illetve energiáját. Ezek ismerete nagyon fontos az orvostudományban használatos diagnosztikai és radióterápiás módszerek esetén. Ilyen diagnosztikai módszer például a pozitron emissziós tomográfia (PET). A rákos daganatok elektronokkal vagy protonokkal történő rákos besugárzásánál, a lövedék mellett, az ionizáció folyamán keletkezett elektronok is okozhatnak károkat akár az egészséges szövetekben is. Ezért is fontos minél pontosabban ismerni ezen részecskék kinematikáját és dinamikáját. A tágabb értelemben vett ütközési folyamatokat és ezen belül az ionizációt a hatáskeresztmetszetnek nevezett fizikai mennyiséggel jellemezzük. Ez az, amit a kísérletekben is mérni tudnak. A jelen, összefoglaló tanulmányban kis méretű molekulák (N2, H20, CH4 stb.) elektronokkal, illetve pozitronokkal történő ionizációját vizsgáltuk, számítógépes modellezéssel határoztuk meg ezek ionizációs hatáskeresztmetszetét és hasonlítottuk össze a kísérletivel. Mivel a pozitron az elektron antirészecskéje (az elektromos töltés előjelében különböznek), az így kapott hatáskeresztmetszetek összehasonlítása a lövedék töltésének az ionizációra gyakorolt hatását is felfedi. A folyamatra jellemző többtest-probléma komplexitása közelítő módszerek alkalmazását követeli meg, ezért nagyon jó egyezést a kísérletileg mért hatáskeresztmetszetekkel főleg a kétatomos molekulák esetén kaptunk, de sikeresen írtuk le például a metán esetén kísérletileg észlelt nagyon erős elektron-mag kölcsönhatást is.

A tanulmány adatai:

Electron and Positron Impact Ionization of Molecules

Szerző: Nagy Ladislau, Tóth István, Câmpeanu Radu I.

Forrás: Atoms (eISSN: 2218-2004), 2024. Volume: 12, Issue: 8.