断面積

基本

Fixed target experiment を想定する。 ビームが、ターゲットのある面積Aに均一に当たっているものとする。 (均一とみなせない場合は、均一とみなせるだけ小さな微小面積を考え、 後で積分すればよい。) このうち、反応を起こした粒子の割合を、面積の比で表したものが断面積である。 標的一つ一つにある面積の的があって、そこにあたった場合だけ散乱し、そうでなければ素通りすると考えるとわかりよい。

ターゲット粒子一つの的の大きさ、つまり断面積を$\sigma$とする。 ビームの当たっている面積Aの中に、ターゲット粒子は $n_b d \cdot A$個 存在しているので、ターゲット面積を全部あわせたもの、$S$は、 $$ S = \sigma \cdot n_b d \cdot A $$ になる。つまり反応率$\dot{N}$は、 $$ \dot{N} = \frac{ \dot{N}_a }{A} \sigma n_b d \cdot A $$ $$ \dot{N} = \dot{N}_a \sigma n_b d $$

ワイヤーターゲット

ターゲットがワイヤー形状で、ビームがの径よりも太いとする。