Lineaarinen ionisaatiotiheys

Lineaarinen ionisaatiotiheys on varaustilavuuden läpi kulkeutuvien ionisoitujen atomien (tai atomiryhmien) lukumäärän suhde kokonaisreitin pituuteen L = n/l, jossa l on sen liikeradan pituus, jolla ionisaatioprosessi tapahtuu. Esimerkiksi 40 A/cm² paikallaan olevassa heliumin primääriionisaatioprosessissa elektroniiskuvirityksen alaisena, lyhyellä lentoajalla ja pienellä ionien massaosuudella.

Lineaarisen ionisaatiotiheyden ajallinen ja spatiaalinen riippuvuus neutronisäteen kestosta sekä ionisäteen muodostuminen diamagneettisessa nesteessä magneettikentässä (Keosayan-ilmiö) on osoitettu. Teoreettisesti ulkoisen sähköstaattisen kentän muodostaman katodisäteen lineaaritiheys ja lineaarinen ionisaatiovirta ovat yhtä suuret, joten niiden katsotaan usein olevan samansuuruisia. Tätä tapausta käytettiin laajalti metallografisten tutkimusten materiaalien fysiikassa. Lineaarista ionisaatiotiheyttä pidetään plasmaksi muuttuvan aineen V tilavuuden suhde reitin pituuteen l, jonka varaus kulkee tämän ajanjakson aikana: L = (V/t) × (1/v ). Mutta tämän lisäksi ionisaatiota tapahtuu plasma-alueella, jossa on elektronien hylkimisvoima ionien positiivisesta varauksesta, joten ionisoiva varaus "hyppää" ylöspäin ja varausradan ja plasman pinnan välinen etäisyys kasvaa entisestään. Siksi lopullisen ionisaation lineaarinen tiheys on suurempi; maksimitiheys saavutetaan siirtymäkohdassa heikosta kentästä vahvaan kenttään ja takaisin. Nopeusyksikköä kohden tätä epälineaarista käyttäytymistä kuvaa plasmassa olevan pulssin ja vapaan energian hiukkasen reitin välinen ero; näiden suureiden välistä suhteellisuuskerrointa kutsutaan joskus ionisaatioparametriksi q, joka vaihtelee 1,4 x 10−7 cm2 erg:stä 3,6 x 105 cm2:iin. K.e.i. tällä hetkellä tärkeä rooli tieteessä, teknologiassa ja teollisuudessa.