Взаимодействие тяжёлых заряженных частиц, таких как альфа-частицы и протоны, с веществом происходит следующим образом:

• Частица «расталкивает» атомные электроны своим кулоновским полем. 1 В результате такого взаимодействия частицы теряют энергию при столкновениях со связанными атомными электронами. 1 При этом электроны могут перескакивать на более высокие дискретные уровни (при возбуждении), а могут и отрываться от атома (при ионизации). 1

• Частица испытывает многократное рассеяние. 34 Проходя через достаточно толстый слой вещества, частица претерпевает много столкновений с ядрами. 4 В результате такого процесса первоначально параллельный пучок частиц приобретает некоторый угловой разброс (расходимость). 4

• Частица замедляется до энергии, сравнимой с энергией окружающих атомов. 4 Если она положительно заряжена — то захватывает электроны и превращается в атом (или ион), если отрицательно — остаётся в веществе, испытывая диффузию. 4