Ви є тут

Интерференционные эффекты в излучении релятивистского электрона в плотных атомных средах

Автор: 
Блажевич Сергей Владимирович
Тип роботи: 
диссертация доктора физико-математических наук
Рік: 
2002
Кількість сторінок: 
203
Артикул:
8292
179 грн
Додати в кошик

Вміст

2
Оглавление
Введение 6
Глава I
Экспериментальная методика исследования особенностей взаимодействия релятивистских электронов в плотных средах
1.1. Формирование и транспортировка электронного пучка 28
1.2. Параметры мишени 29
1.3. Методы детектирования 30
1.4. Техника наблюдение ориентационных эффектов при прохождении релятивистских электронов в монокристалл и ческие мишени 38
1.5. Особенности экспериментальной методики исследования излучения релятивистских электронов в рентгеновском диапазоне частот 41
1.6. Искажение спектров излучения релятивистскими электронами в
условиях множественного рождения фотонов 43
1.7. Учет наложений при регистрации фотонов, излучаемых в мишени
различными падающими частицами 44
1.8. Учет вероятности наложений при измерении спектров излучения в
экспериментах на импульсном ускорителе 50
1.9. Акустическая методика исследования взаимодействия заряженных
частиц с кристаллами 52
Выводы к Г лаве I 59
Глава II
Ориентационные эффекты в прохождении ультрарелятивистских электронов через кристалл
2.1. Прохождение и рассеяние релятивистских электронов в
разориентированном кристалле 60
2.2. Угловое рассеяние электронов падающих на кристалл под малыми
углами к кристаллографической оси
2.3. Ориентационные зависимости прохождения и рассеяния
релятивистских электронов, падающих под малыми углами к кристаллографической оси
2.4. Прохождение электронов под малыми углами к
кристаллографической плоскости
2.5. Наблюдение ориентационной зависимости прохождения в малый
телесный угол вперед релятивистских электронов падающих на кристалл под малыми углами к оси в условиях плоскостного каналирования
2.6. Ориентационная зависимость прохождения релятивистских
электронов через толстый кристалл в малый телесный угол вперед
2.7.. Расчет зависимости прохождения и рассеяния ультрарелятивистских электронов в тонкой монокристаллической мишени от ориентации кристаллографической оси
2.7.1. Постановка задачи
2.7.2. Основные соотношения
2.7.3. Результаты расчета рассеяния релятивистских электронов по полярному углу
2.7.4. Результаты расчетов прохождения релятивистских электронов
2.7.5. Сравнение с экспериментом и обсуждение результатов Выводы к Главе II
Глава III
Ориентационные эффекты в угловых распределениях излучения релятивистских электронов в кристалле
3.1. Введение
3.2. Эксперимент
3.3. Обсуждение
Выводы к Главе III
4
106
116
Глава IV
Эффект плотности в тормозном излучении релятивистских электронов
4.1. Влияние плотности среды на спектральное распределение
тормозного излучения релятивистских электронов 117
4.2. Эксперимент по обнаружению аномального эффекта плотности в
тормозном излучении релятивистских электронов в тонкой мишени 119
4.3. Обсуждение 127
Выводы к Главе IV 130
Глава V
Поляризационное тормозное излучение релятивистских электронов
5.1. ГТТИ в плотных средах 131
5.1.1. Экспериментальное исследование ПТИ в аморфном углероде 135
5.1.2. Обсуждение результатов 138
5.2. Поляризационное тормозное излучение релятивистских
электронов в поликристаллической среде 140
5.2.1. Экспериментальное исследование ПТИ в поликристаллическом алюминии 141
5.2.2. Обсуждение 146
Выводы к главе V 148
Глава VI
Интерференция тормозного и параметрического излучения релятивистских электронов в монокристалле
6.1. Теоретические предпосылки 149
6.2. Эксперимент 150
Выводы к Главе VI 156
Глава VII
Ионизационные потери энергии релятивистского электрона в ориентированном кристалле
7.1. Методы исследования ионизирующего воздействия
релятивистских заряженных частиц на ориентированные кристаллы 157
7.2. Акустический эффект взаимодействия релятивистских электронов
с твердыми мишенями 159
7.3. Акустическая методика исследования ионизационных потерь
энергии пучка релятивистских электронов 160
7.4. Ионизирующее воздействие релятивистских электронов на
кристаллы различной толщины 172
7.5. Акустический эффект взаимодействия релятивистских электронов
с кристаллами 173
7.6. Обсуждение результатов 174
Выводы к Главе VII 179
Заключение
Литература 1 ^
6
Введение
Актуальность. Взаимодействие заряженных частиц с веществом, как основной источник информации о свойствах и структуре вещества, является важным объектом исследования в физике уже на протяжении столетия и в настоящее время его значение только возрастает по мере все более глубокого проникновения в физическую природу вещества и элементарных частиц. Исследование состава и структуры вещества на современном этапе развития науки не мыслится без применения методов, связанных с использования пучков заряженных частиц и электромагнитного излучения в самом широком диапазоне энергий частиц. Взаимопроникающее развитие научных знаний и их приложений подводит человека в освоении окружающего его мира к такому уровню, когда взаимодействия элементарных частиц, атомов и молекул становится основным объектом технологий. К этому уровню подошли в своем развитии информационные технологии, основанные на компьютерной технике, биологические науки и современное материаловедение. Все это означает, в частности, что радиационные технологии, связанные с использованием ионных и электронных ускорителей, источников лазерного, рентгеновского и гамма излучения, становятся одной из основ современного развития человеческой цивилизации.
Создание уникальных источников рентгеновского и гамма-излучения, соответствующих требованиям технологий современных, а также предсказываемых в перспективе, напрямую связано с уровнем развитием физики излучения. Наиболее эффективным источником жесткого излучения в настоящее время являются ускоренные пучки легких заряженных частиц, и в первую очередь пучки электронов, проходящие в веществе или в искусственно созданных сильных магнитных и электрических полях.
Экспериментальное и теоретическое исследование процессов взаимодействия заряженных частиц и излучения с веществом поставляют знания, представляющие фундаментальную базу для оптимизации
7
создаваемых источников излучения, поэтому остается актуальными на всех этапах развития их технологии.
Физика взаимодействия быстрой заряженной частицы с веществом охватывает совокупность эффектов связанных с взаимодействием частицы с отдельными атомами, и интерференционных эффектов в последовательности взаимодействий с атомами в плотном веществе.
Особый интерес представляет взаимодействие релятивистского электрона с ориентированными кристаллами, обладающими упорядоченной атомной структурой, приводящей к возникновению когерентных эффектов в рассеянии частицы и генерируемом ею излучении. Такие исследования интенсивно ведутся многими научными центрами в разных странах мира на протяжении последних трех десятилетий. В излучении эти эффекты впервые были исследованы уже в работах Б. Феретти [1], М.Л. Тер-Микаэляна [2-3] и Г.Юбералла [4].
В настоящее время когерентные и интерференционные эффекты в рассеянии и излучении релятивистских электронов в плотных средах представляют актуальную проблему теоретического и экспериментального исследования, поскольку открывают перспективу создания уникальных квазимонохроматичсских источников рентгеновского и гамма излучения, обладающих высокой интенсивностью и возможностью плавной перестройки энергии излучаемых фотонов. Данная проблема требует решения целого ряда задач, связанных с выяснением природы особенностей, наблюдаемых в излучении релятивистских электронов в упорядоченных средах.
Спектрально-угловые характеристики излучения в значительной мере определяются динамикой прохождения и рассеяния излучающей частицы в кристалле. Теоретическое описание динамики движения быстрой заряженной частицы в ориентированном кристалле является основой для корректного описания характеристик излучения. Наиболее ярко корреляции во взаимодействии быстрых заряженных частиц с атомами кристалла проявляются в условиях, когда становится возможным явление
каналирования: движение частиц в каналах, образуемых атомами,
расположенными вдоль кристаллографических осей (или плоскостей) с периодическими отклонениями относительно оси (плоскости) на малые углы. Каналирование было открыто для ионов [5] и длительное время основное внимание уделялось каналированию ионов малых энергий, что связано с использованием их для имплантации в полупроводники. Основы теории каналирования были заложены Линдхардом [6]. Он ввел такие фундаментальные в этой теории понятия, как непрерывный потенциал, критический угол и др. Им были указаны также основные причины разрушения этого эффекта, т.е. механизмы деканалирования. Теория Линдхарда была развита на основе классической механики, применимость которой им же была обоснована [7], как для тяжелых частиц, так и для релятивистских электронов и позитронов. Последний результат послужил толчком к развертыванию исследований по каналированию при высоких энергиях лептонов [8-15], протонов и мезонов [16-17]. Большинство работ по динамике прохождения электронов и позитронов в кристаллах было проведено при энергиях частиц 1-7-20 МэВ [8,10,14,18-21]. При энергиях частиц не превышающих несколько десятков МэВ существенным является квантовый эффект в их взаимодействии с кристаллом, поскольку число уровней поперечного движения в канале при таких энергиях не велико. Начиная с энергии порядка нескольких сотен МэВ справедливо классическое представление о взаимодействии легких заряженных частиц с кристаллами. Число работ по динамике частиц в кристалле, относящихся к этому диапазону энергий не велико. Вместе с тем этот диапазон энергий представляет значительный интерес. Так уже в одной из первых работ [15], выполненной в Харькове, было показано существенное различие динамики электронов и позитронов в кристалле, что должно проявиться во многих процессах, сопровождающих прохождение этих частиц через кристалл. В этих первых работах по динамике частиц в кристалле экспериментальные результаты были получены с невысоким пространственным и угловым
9
разрешением и с использованием кристаллов средней толщины, при которой велик вклад некогерентного рассеяния в угловое распределение прошедших через кристалл частиц. В силу этих обстоятельств не могла наблюдаться тонкая структура в угловых распределениях, на которую указывали, например, результаты численного моделирования [22]. Для исследования этой структуры необходимо проведение экспериментов с кристаллами малой толщины в условиях высокого углового разрешения.
Прохождение быстрых заряженных частиц в плотных средах сопровождается генерацией электромагнитного излучения в широком диапазоне частот. Характеристики этого процесса определяются как элементным составом среды и ее структурой, так и природой и энергией быстрой частицы. Важным параметром, определяющим характеристики излучения релятивистской частицы, является так называемая длина формирования излучения [23-24].
К настоящему времени исследованию механизмов излучения, возникающего при взаимодействии быстрой заряженной частицы с веществом, посвящено большое количество как теоретических, так и экспериментальных работ (см., например, обзоры [25-34]. Интенсивным электромагнитным излучением сопровождается каналирование релятивистских заряженных частиц. Излучение при каналировании было предсказано в 1976 году Кумаховым [35] и в дальнейшем интенсивно исследовалось как теоретически [26,36-37], так и экспериментально [38-44]. Динамика движения и излучение как каналированных, так и надбарьерных частиц в кристалле и в настоящее время представляет актуальную область исследования.
Взаимодействие частиц с плотной средой не укладывается в рамки моделей, используемых для описания процессов столкновения быстрой заряженной частицы с отдельным атомом. Особенности, возникающие в этом случаи, являются результатом интерференционных эффектов, связанных с упорядоченностью атомной структуры вещества, а также существованием
10
длины формирования излучения релятивистской частицы сравнимой по величине с межатомными расстояниями или превышающей их.
Возникновение условий интерференции в излучении частиц при последовательном взаимодействии с несколькими атомами среды обязано, во-первых, тому факту, что излучение генерируется на различных атомах одной и той же частицей; во-вторых, наличию упорядоченной атомной структуры вещества в масштабе всей мишени (в случае монокристалла) или в масштабе отдельного кристаллита (в случае поликристалла). Первое обеспечивает когерентность излучения, а второе - проявление интерференционных эффектов в его интенсивности.
Исследование механизмов излучения релятивистских электронов в плотных конденсированных средах и условий их проявления является важной задачей физики излучения. Одним из основных механизмов излучения легкой заряженной частицы в атомной среде является хорошо известное тормозное излучение, обусловленное ускоренным движением частицы в поле атомного ядра и атомных электронов [45-46]. Спектральное распределение тормозного излучение хорошо изучено и описано методами квантовой электродинамики (см. [24]).
Излучение заряженной частицы в плотной конденсированной среде формируется в процессе последовательного взаимодействия с большим количеством атомов, расположенных вблизи траектории ее движения и при этом может в значительной степени модифицироваться. Если при этом длина формирования превышает среднее межатомное расстояния, то необходим учет влияния многих атомов на процесс излучения [47-49]. В частности в упорядоченной атомной среде, например в монокристалле, могут возникать условия для когерентного сложения излучения на совокупности периодически расположенных атомов. Такое сложение обычного тормозного излучения электрона на атомах среды приводит к возникновению так называемого когерентного тормозного излучения (КТИ) [23,50-57]. В условиях каналирования КТИ релятивистской частицы изменяется в
и
соответствии с резким изменением динамики движения частиц [58-68]. Характерной особенностью когерентного тормозного излучения является резкая деформация спектрального распределения с формированием пика интенсивности в узком интервале энергий излучаемых фотонов, определяемом ориентацией кристалла относительно направления движения падающих на кристалл релятивистских электронов.
При взаимодействии релятивистского электрона с электронами атома тормозное излучение может генерироваться не только быстрой частицей, но и атомными электронами, ускоряемыми в кулоновском поле быстрой частицы (атомное ядра при этом практически не излучает в силу своей большой массы). Излучение атомных электронов в поле релятивистского электрона называют поляризационным тормозным излучением ГІТИ, поскольку оно связано с переменной поляризацией атома, возникающей воле пролетающего релятивистского электрона [69]. Излучающие атомные электроны расположены друг от друга на расстояниях, соответствующих их пространственному распределению в данном атоме. Очевидно, если релятивистская заряженная частица пролетает рядом с атомом, не пересекая его, то атомные электроны могут излучать когерентно электромагнитные волны длиной порядка характерного размера атомного электронного облака. Таким образом, характерная область энергий фотонов когерентного ПТИ релятивистской заряженной частицей на отдельном атоме оказывается в пределах от нуля до одного или нескольких десятков кэВ.
Исторически исследование ПТИ происходило таким образом, что различными исследователями оно изучалось в виде совершенно не связанных друг другом эффектов в различных областях его проявления. В частности, исследовалось излучение тяжелых заряженных частиц на атоме в условиях, когда обычное тормозное излучение сильно подавлено, лазерный электрический пробой в газе [70], рентгеновское когерентное излучение релятивистских электронов на атомных плоскостях в монокристалле (ПРИ), представляющее когерентную составляющую ПТИ в кристалле (теория ПРИ
12
[71-80]). Как показали дальнейшие теоретические исследования, все эти явления имеют один и тот же механизм. И на этом этапе развития теории ПТИ актуальным становится его экспериментальное исследование, и особенно ПТИ релятивистских электронов в средах с различными атомными структурами.
Важным моментом в развитии физики излучения явились теоретические предсказания возможности интерференции различных механизмов излучения релятивистской частицы в плотной атомной среде [81-83]. В связи с этим актуальной стала задача экспериментального обнаружения соответствующих интерференционных эффектов в излучении релятивистских заряженных частиц.
Эффективность излучения электронов с энергиями в МэВ-ном диапазоне в значительной степени ограничивается потерями энергии на ионизацию среды, поэтому исследование ионизационных потерь энергии частиц представляет задачу, примыкающую к проблемам исследования источников излучения на основе взаимодействия быстрых заряженных частиц с веществом. Акустический эффект взаимодействия импульсного пучка релятивистских электронов (см., например [84] и ссылки в ней) является результатом ионизирующего воздействия пучка быстрых заряженных частиц на среду. Акустический сигнал, возбуждаемый в мишени может быть использован для измерения ионизационных потерь в мишени выполненной из материала (в частности из металла), в котором ионизационный эффект невозможно наблюдать непосредственно по электрическому сигналу, как, например, в полупроводниках. Таким образом, акустический метод исследования взаимодействия быстрых заряженных частиц с веществом представляет новый эффективный способ решения этой актуальной задачи радиационной физики.
В соответствии с важностью и актуальностью рассмотренных выше проблем в настоящей работе сформулирован ряд относящихся к ним задач, решение которых позволило подтвердить имеющиеся теоретические модели
13
процессов взаимодействия релятивистских заряженных частиц с плотными атомными средами и стимулировать их дальнейшее развитие.
Цель работы.
а) Комплексное экспериментальное исследование угловых и ориентационных зависимостей прохождения, рассеяния и излучения электронов с энергией порядка 1 ГэВ в монокристаллах кремния в широком диапазоне толщин с целью выяснения роли надбарьерных электронов в излучении частиц падающих под малыми углами к кристаллографической оси.
б) Экспериментальное подтверждение существования аномального эффекта плотности в тормозном излучении релятивистской частицы в слое вещества конечной толщины.
г) Экспериментальное исследование спектрально-угловых характеристик нового механизма излучения релятивистских электронов ПТИ в плотных атомных средах.
д) Экспериментальное обнаружение эффектов интерференции различных механизмов излучения релятивистских электронов в ориентированном кристалле.
е) Исследование ориентационной зависимости ионизационных потерь энергии релятивистских электронов в кристалле.
Все указанные задачи в той или иной степени решаются в данной диссертационной работе:
1. Проведено экспериментальное исследование ориентационных эффектов в спектрально-угловом распределении рассеяния и излучения ультрарелятивистских электронов в кристаллах кремния различной толщины, позволившие проверить теоретические модели для тонкого и толстого кристалла и выявить основные механизмы излучения, в частности определить роль надбарьерных электронов в излучении в кристалле ориентированном кристаллографической осью вдоль направления движения падающих частиц.
14
2. В связи с важной ролью динамики прохождения и рассеяния релятивистских заряженных частиц в ориентированных кристаллах в формировании спектрально-угловых характеристик их излучения были поставлены эксперименты по исследованию угловых и ориентационных характеристик прохождения ультрарелятивистских электронов в кристаллах в широком диапазоне толщин кристаллов и энергии падающих частиц. Особенностью этих экспериментов явилось высокое угловое разрешение, позволившее обнаружить новые тонкие эффекты в прохождении ультрарелятивистских электронов вблизи цепочек атомов в кристалле.
3. В работе исследованы эффекты плотности среды в тормозном излучении релятивистских электронов в рентгеновском диапазоне энергии фотонов, исследованы характеристики поляризационного тормозного излучение, представляющего новый важный механизм излучения и эффекты интерференции этого механизма излучения с другими (обычным тормозным, переходным и др.). В работе были выявлены и учтены экспериментальные особенности исследования рентгеновского диапазона излучения, например, связанные с поглощением излучения в материалом мишени, в бериллиевом окне и в мертвом слое детектора и др.
4. Поскольку характеристики излучения релятивистских заряженных частиц в значительной степени определяются релятивистским фактором у = Е/т с2, где Е - энергия частицы, т - масса частицы, с - скорость света, в
работе представлены результаты исследования излучения релятивистских электронов в различных интервалах энергии падающих частиц: 1.2 - 2.4 МэВ, 5-7МэВ, 15 -25 МэВ, 150-250 МэВ, 300- 1200 МэВ.
5. С целью исследования ионизационных потерь энергии релятивистских электронов в ориентированных кристаллах была создана, испытана и использована для измерения ориентационной зависимости ионизационных потерь акустическая методика.
Новизна. Проведенные эксперименты позволили впервые наблюдать особенности в угловом распределении ультрарелятивистских электронов,
15
падающих на тонкий монокристалл под малыми углами относительно кристаллографической оси и кристаллографической плоскости. Сравнение с теоретическими расчетами позволило впервые показать вклад рассеяния частиц по полярному углу относительно кристаллографической оси в интенсивность потока частиц, прошедших через тонкий кристалл.
Комплексные эксперименты по исследованию процессов прохождения и излучения релятивистских электронов в монокристаллах позволили выявить ориентационные эффекты в угловых распределениях излучения и объяснить их как проявление особенностей излучения надбарьерных частиц.
Эксперименты по исследования излучения релятивистских электронов в рентгеновском диапазоне, позволили впервые наблюдать аномальный эффект плотности в тормозном излучении электронов.
Эксперименты по исследованию ориентационной зависимости
интенсивности рентгеновского излучения, генерируемого релятивистскими электронами в монокристалле позволили впервые обнаружить эффект интерференции двух механизмов излучения: параметрического
рентгеновского излучения (ПРИ) и когерентного тормозного излучения
(КТИ).
В экспериментах по исследованию рентгеновского излучения релятивистских электронов в аморфной и поликристаллической средах были впервые обнаружены особенности в спектрально-угловом распределении поляризационного тормозного излучения (ПТИ), связанные со структурой вещества мишени.
В экспериментах по исследованию акустического эффекта
взаимодействия релятивистских электронов с плотной средой впервые наблюдалась зависимость амплитуда акустической волны, возбуждаемой в моиокристаллической мишени от ее ориентации относительно направления движения падающих частиц, и выявлен механизм возникновения ориентационной зависимости.
16
Практическая ценность работы. Предложенные в работе методики исследования угловых распределений релятивистских частиц рассеянных, на кристалле, а также рентгеновского и гамма-излучения позволяют исследовать широкий круг задач физики взаимодействия релятивистских электронов с веществом в условиях высокого углового разрешения и могут быть полезными при решении технических задач, связанных с формированием пучков ускоренных частиц с малой угловой расходимостью. Результаты экспериментов по рассеянию и излучения релятивистских электронов в кристаллах представляют практический интерес в решении вопросов, связанных с созданием источников гамма-излучения на основе взаимодействия релятивистских заряженных частиц с кристаллами. Результаты исследования рентгеновского излучения релятивистских электронов в кристаллах могут составить базу для разработки и создания альтернативных квазимоиохроматических перестраиваемых рентгеновских источников, а также основу для нового метода диагностики микроструктуры материалов.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:
1. Экспериментальные методики, позволившие с высоким угловым разрешением исследовать процессы прохождения и излучения релятивистских электронов в ориентированных кристаллах, исследовать механизмы излучения релятивистских электронов в плотных средах, а также их интерференцию, исследовать ориентационную зависимость ионизационных потерь энергии релятивистских электронов в кристалле.
2. Особенности в угловых распределениях рассеяния и прохождения ультрарелятивистских электронов (локальный минимум в угловом распределении в направлении движения падающих частиц и локальный минимум в ориентационной зависимости прохождения частиц при ориентации кристаллографической оси кристалла вдоль направления движения падающих частиц), впервые обнаруженные в тонких ориентированных монокристаллах. Указанные особенности отражают
17
специфику динамики отрицательно заряженных релятивистских частиц в кристалле.
3. Теоретическое и экспериментальное определение вклада рассеяния релятивистских электронов по полярному углу в угловое распределение частиц, проходящих через тонкий ориентированный монокристалл.
4. Экспериментальное подтверждение существования аномального эффекта подавления тормозного излучения релятивистского электрона в тонком слое аморфной среды (аномальный эффект Тер-Микаэляна).
5. Обнаружение и результаты экспериментального исследования эффекта интерференции когерентного тормозного и параметрического излучения релятивистского электрона в монокристалле, подтверждающее теоретическое предсказание [83].
6. Обнаружение и результаты экспериментального исследования особенностей в спектральном распределении поляризационного тормозного излучения:
a) подавление жесткой части ПТИ в плотной аморфной среде легких атомов, обусловленное деформацией пространственного распределения атомных электронов при химическом взаимодействии атомов в среде;
b) пиковая структура спектрального распределения излучения релятивистского электрона, являющаяся результатом когерентного сложения излучения на атомных плоскостях в пределах отдельных кристаллитов (ПРИ) и некогерентного сложения излучения на совокупности кристаллитов, сквозь которые проходит частица.
7. Ориентационная зависимость ионизационных потерь энергии релятивистского электрона в толстом монокристалле, обусловленная вторичной ионизацией вызванной электромагнитным излучением производимым в кристалле падающими частицами, впервые обнаруженная экспериментально.
18
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из Введения, семи Глав и Заключения. Полный объем работы составляет 203 страницы, включает список литературы из 176 наименований, содержит 63 рисунка.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
Во ВВЕДЕНИИ содержится краткое изложение истории
происхождения и суть проблемы, которой касаются проведенные исследования, и обоснована ее актуальность, сформулированы цели проводимых исследований, схематично изложено содержание диссертации и положения, выносимые на защиту.
В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ диссертации ’’Экспериментальная методика исследования особенностей взаимодействия релятивистских электронов с плотными средами” рассматриваются вопросы экспериментального
исследования процессов взаимодействия релятивистских заряженных частиц с конденсированными средами, определяющие особенности использованных в работе методов.
РАЗДЕЛЕ 1.1 посвящен вопросам формированием и транспортировки пучков релятивистских электронов при постановке экспериментов по прохождению и излучению в аморфных и кристаллических мишенях.
В РАЗДЕЛЕ 1.2 обсуждаются вопросы выбора оптимальных параметров мишени в экспериментах по исследованию механизмов излучения релятивистских заряженных частиц в конденсированных средах.
В РАЗДЕЛЕ 1.3. рассматриваются методы регистрации рассеянных заряженных частиц и излучения, определяется эффективность их применения к исследуемым процессам.
В РАЗДЕЛЕ 1.4. обсуждаются особенности исследования процессов взаимодействия релятивистских электронов с монокристаллической средой, рассматриваются вопросы техники наблюдения ориентационных эффектов в излучении и рассеянии релятивистских частиц в кристалле.