Strahlungslänge

Die Strahlungslänge ist definiert als (a) die typische Länge, innerhalb derer ein hochenergetisches Elektron durch Bremsstrahlung seine Energie bis auf einen Anteil 1/e verliert, beziehungsweise (b) 7/9 der mittleren freien Weglänge für Paarbildung eines hochenergetischen Photons^[1].

Ein Fit an gemessene Daten verschiedener Elemente liefert die Formel

$ 1/X_{0}=4\alpha r_{\mathrm {e} }^{2}{\frac {N_{\mathrm {A} }}{A}}\left(Z\left(Z+1\right)\ln {\frac {287}{\sqrt {Z}}}\right) $.

Hierin ist $ \alpha $ die Feinstrukturkonstante, $ r_{\mathrm {e} } $ der klassische Elektronenradius, $ N_{\mathrm {A} } $ die Avogadro-Konstante, $ A $ die molare Atommasse und $ Z $ atomare Ordnungszahl.

Die Strahlungslänge wird zumeist in $ \mathrm {g\,cm} ^{-2} $ angegeben und ist abhängig von Material und Dichte. Sie beträgt z. B. für Luft (bei 20 Grad Celsius auf Meeresniveau) 304,2 m, für flüssigen Wasserstoff 866 cm, für Eisen 1,76 cm und für Blei 5,6 mm^[2].

Quellenangaben