飛程

物質に電子やイオンなどの荷電粒子を入射すると、物質中の原子と衝突を繰り返しながら進むため、エネルギーを失っていきます。荷電粒子が物質中を進む際に単位長さあたりに失うエネルギーの大きさを阻止能と呼びます。阻止能は物質中における荷電粒子の挙動を理解する上で重要な役割を果たします。荷電粒子が物質中でエネルギーを失う過程には、主に電離と励起の二つがあります。電離は、荷電粒子が物質中の原子に衝突した際に、原子から電子を弾き飛ばしイオン化させる現象です。一方、励起は、荷電粒子のエネルギーが原子に移動することで、原子の軌道電子がより高いエネルギー準位に移る現象です。阻止能の大きさは、入射する荷電粒子の種類やエネルギー、物質の密度や組成によって変化します。一般に、荷電粒子の電荷が大きく、速度が小さいほど阻止能は大きくなります。これは、荷電粒子の電荷が大きいほど物質中の電子とのクーロン相互作用が強くなり、速度が小さいほど物質中を通過する時間が長くなるためです。阻止能は、放射線治療や放射線計測などの分野において、放射線の物質中での飛程やエネルギー付与分布を計算するために不可欠な情報です。例えば、がん治療に用いられる放射線治療では、がん細胞に効率的に放射線を照射するために、阻止能を考慮した治療計画が立てられています。