Calcolatore di perdita di energia
Calcola la perdita di energia media e più probabile, lo straggling e lo spessore stimato di arresto di una particella carica pesante nella materia.
Muone da 370 MeV/c attraversa 300 µm di Silicio
| Perdita più probabile | 78,18 keV |
|---|---|
| Perdita media (Bethe × spessore) | 115,9 keV |
| ⟨dE/dx⟩ | 1,659 MeV cm²/g |
| Larghezza a metà altezza del picco di Landau | 23,24 keV |
| κ | 4,777e-4 — Regime di Landau |
| Si arresta in (stima troncata alle basse energie) | 61,68 cm (143,7 g/cm²) |
| Energia cinetica | 279,1 MeV |
| Trasferimento massimo in una collisione | 12,11 MeV |
| Effetto densità | 0,4571 |
| β, γ, βγ | 0,9616; 3,642; 3,502 |
| coppie/µm — media | 106,7 |
| coppie/µm — più probabile | 71,99 |
| Energia di creazione della coppia | 3,62 eV |
Il percorso è integrato fino a βγ = 0,05: è una stima troncata alle basse energie. Le correzioni di shell e Barkas sono omesse e sono particolarmente rilevanti a basse energie e nei materiali pesanti.
Fonti: PDG; NIST ESTAR; NIST PSTAR; Bertolini & Coche (w).
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Esempio: Quanta energia perde un protone da 100 MeV in 300 micrometri di silicio?
Percorsi CSDA dei protoni
Il percorso è integrato fino a βγ = 0,05: è una stima troncata alle basse energie. Le correzioni di shell e Barkas sono omesse e sono particolarmente rilevanti a basse energie e nei materiali pesanti.
| Energia cinetica (MeV) | Acqua (g/cm²) | Silicio (g/cm²) | Piombo (g/cm²) |
|---|---|---|---|
| 10 | 0,1185 | 0,1579 | 0,3164 |
| 50 | 2,219 | 2,828 | 4,889 |
| 100 | 7,708 | 9,7 | 16,14 |
| 200 | 25,95 | 32,34 | 52,31 |
| 500 | 117 | 144,6 | 227,2 |
Valori di riferimento: muone al minimo di ionizzazione nel silicio
Muone a βγ = 3,5 (369,8 MeV/c). Le ultime due colonne riportano le coppie elettrone-lacuna per micrometro (w = 3,62 eV); il valore più probabile dipende dallo spessore.
| Spessore (µm) | Perdita più probabile Δp (keV) | Perdita media (keV) | FWHM (keV) | Δp / media | κ | Coppie/µm (più probabile) | Coppie/µm (media) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50 | 11,3 | 19,32 | 3,874 | 0,585 | 8,0e-5 | 62,45 | 106,7 |
| 100 | 23,94 | 38,63 | 7,748 | 0,62 | 1,6e-4 | 66,14 | 106,7 |
| 150 | 37,09 | 57,95 | 11,62 | 0,64 | 2,4e-4 | 68,3 | 106,7 |
| 200 | 50,56 | 77,27 | 15,5 | 0,654 | 3,2e-4 | 69,84 | 106,7 |
| 300 | 78,19 | 115,9 | 23,24 | 0,675 | 4,8e-4 | 72 | 106,7 |
| 500 | 135,2 | 193,2 | 38,74 | 0,7 | 8,0e-4 | 74,72 | 106,7 |
| 1000 | 283,8 | 386,3 | 77,48 | 0,735 | 1,6e-3 | 78,41 | 106,7 |
Ionizzazione minima per materiale
Minimo della perdita media per una particella pesante con carica unitaria e βγ corrispondente.
| Materiale | ρ (g/cm³) | I (eV) | Z/A | βγ al minimo | ⟨dE/dx⟩min (MeV cm²/g) | keV/µm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Silicio | 2,329 | 173 | 0,4985 | 3,42 | 1,659 | 0,3863 |
| Germanio | 5,323 | 350 | 0,4408 | 3,26 | 1,372 | 0,7301 |
| Carbonio (amorfo) | 2 | 81 | 0,4995 | 3,92 | 1,743 | 0,3486 |
| Alluminio | 2,699 | 166 | 0,4818 | 3,42 | 1,611 | 0,4347 |
| Ferro | 7,874 | 286 | 0,4656 | 3,44 | 1,45 | 1,142 |
| Rame | 8,96 | 322 | 0,4564 | 3,42 | 1,402 | 1,257 |
| Tungsteno | 19,3 | 727 | 0,4025 | 3,16 | 1,144 | 2,207 |
| Piombo | 11,35 | 823 | 0,3958 | 3,02 | 1,121 | 1,273 |
| Argo (gas) | 0,001662 | 188 | 0,4506 | 3,16 | 1,519 | 0,0002524 |
| Acqua | 1 | 75 | 0,5551 | 4 | 1,998 | 0,1998 |
| Aria (secca, livello del mare) | 0,001205 | 85,7 | 0,4992 | 3,3 | 1,815 | 0,0002186 |
| Scintillatore plastico | 1,032 | 64,7 | 0,5414 | 4,04 | 1,956 | 0,2018 |
| Kapton | 1,42 | 79,6 | 0,5126 | 3,96 | 1,82 | 0,2584 |
| Diossido di silicio | 2,32 | 139,2 | 0,4993 | 3,64 | 1,697 | 0,3937 |
| Calcestruzzo (Portland) | 2,3 | 135,2 | 0,5027 | 3,66 | 1,711 | 0,3936 |
| Osso (compatto, ICRU) | 1,85 | 91,9 | 0,5301 | 3,92 | 1,849 | 0,3421 |
| Tessuto molle (ICRP) | 1 | 72,3 | 0,5512 | 4,02 | 1,985 | 0,1985 |
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ScienceShot. Calcolatore della perdita di energia. https://scienceshot.com/it/calcolatore-perdita-di-energia.
Fonti: PDG; NIST ESTAR; NIST PSTAR.
Rivisto da un fisico con esperienza al CERN e nel settore dei data center
Calcolo ScienceShot.
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ScienceShot. (2026). Calcolatore di perdita di energia [Calcolatore online]. https://scienceshot.com/it/calcolatore-perdita-di-energia
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