阻止能
粒子は物質を通過するときにエネルギーを失う。これは荷電粒子であるか非荷電粒子であるかによらないが、以下では主に荷電粒子について考える。ある材料の阻止能 S は移動距離 x 当たりに失うエネルギー E と等しい。
S ( E ) = − d E / d x {\displaystyle S(E)=-dE/dx}
右辺の負符号により、エネルギーの損失( dE/dx < 0 )に対して阻止能 S は正になる。阻止能は放射粒子の種類とエネルギー、通過する材料の性質によって決まる。
イオン対(通常は陽イオンと電子の組)の生成には決まった大きさのエネルギーが必要なので(たとえば乾燥空気中では33.97 eV)、移動距離当たりの電離数は阻止能に比例する。
上式で定義される線阻止能は国際単位系でNの単位を持つが、MeV/mmなど別の単位で表されることが多い。同じ物質の気体と固体を比較すると、密度の違いのみから線阻止能に大きな差が生まれる。そこでしばしば阻止能を材料密度 ρ で割った質量阻止能 S/ρ が用いられる。この量は国際単位系でm/sの単位を持つが、通常はMeV/(mg/cm)のような単位で表される。
結晶性材料では入射イオンが「チャネリング(英語版)」を起こす例が見られる。すなわち、核との衝突がほとんど起こらない結晶面間の隙間(チャネル)をイオンが集中的に通過することがある。チャネルの中では電子的阻止能も弱い場合がある。このように核的・電子的阻止能は物質の種類や密度だけでなく微視的構造や断面積にも依存する。