Опорный конспект «Методы регистрации радиоактивных излучений»

Опорный конспект «Методы регистрации радиоактивных излучений» Наиболее   распространенными   при   регистрации   ядерных   частиц   являются методы, основанные на ионизирующем и фотохимическом действии частиц. К ним относятся химические, калориметрические и фотографические методы. Газоразрядный   счетчик   Гейгера    —   один   из   важнейших   приборов   для автоматического подсчета частиц.покрытой Счетчик   состоит   из   стеклянной трубки, изнутри металлическим   слоем   (катод),   и тонкой   металлической   нити,   идущей вдоль   оси   трубки   (анод).   Трубка заполняется   газом,   обычно   аргоном. Действие   счетчика   основано   на ударной ионизации. Заряженная   частица   (электрон, α ­частица   и   т.д.),   пролетая   в   газе, отрывает   от   атомов   электроны   и создает положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между анодом и катодом (к ним подводится высокое напряжение) ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, и ток через счетчик резко возрастает. При этом на нагрузочном   резисторе  R  образуется   импульс   напряжения,  который   подается   в регистрирующее устройство.  Для  того  чтобы  счетчик  мог  регистрировать  следующую   попавшую   в него частицу, лавинный разряд необходимо погасить. Это происходит автоматически. Счетчики   позволяют   лишь   регистрировать   факт   прохождения   через   них частицы и фиксировать некоторые ее характеристики. В  камере   Вильсона,   созданной   в   1912г.,   быстрая   заряженная   частица оставляет   след,   который   можно   наблюдать   непосредственно   или сфотографировать.   Этот   прибор   можно   назвать   окном   в   микромир,   т.   е.   мир элементарных частиц и состоящих из них систем. Действие камеры Вильсона основано на конденсации перенасыщенного пара на ионах с образованием капелек воды. Эти ионы создает вдоль своей траектории движущаяся заряженная частица. Камера   Вильсона   представляет   собой   герметически   закрытый   сосуд, заполненный   парами   воды   или   спирта,   близкими   к   насыщению.   При   резком опускании   поршня,   вызванном   уменьшением   давления   под   ним,   пар   в   камере адиабатически   расширяется.   Вследствие   этого   происходит   охлаждение,   и   пар становится перенасыщенным. Это   неустойчивое   состояние   пара:   пар   легко   конденсируется.   Центрами конденсации становятся ионы, которые образует в рабочем пространстве камеры пролетевшая частица. Если частица проникает в камеру непосредственно передрасширением или сразу после него, то на ее пути появляются капельки воды. Эти капельки образуют видимый след пролетевшей частицы — трек. Затем   камера   возвращается   в   исходное   состояние,   и   ионы   удаляются электрическим полем. В зависимости от размеров камеры время восстановления рабочего режима колеблется от нескольких секунд до десятков минут. Информация, которую дают треки в камере Вильсона, значительно богаче той, которую могут дать счетчики. По длине трека можно определить энергию частицы, а по числу капелек на единицу длины трека — оценить ее скорость.  Чем длиннее трек частицы, тем больше ее энергия. В 1952 г. американским ученым Д. Глейзером было предложено использовать для обнаружения треков частиц перегретую жидкость. В такой жидкости на ионах, образующихся при движении быстрой заряженной частицы, появляются пузырьки пара, дающие видимый трек. Камеры данного типа были названы пузырьковыми. Для   регистрации   частиц   наряду   с   камерами   Вильсона   и   пузырьковыми камерами   применяются  толстослойные   фотоэмульсии.   Ионизирующее действие   быстрых   заряженных   частиц   на   эмульсию   фотопластинки   позволило французскому физику А. Беккерелю открыть в 1896 г. радиоактивность. Фотоэмульсия   содержит   большое   количество   микроскопических кристалликов   бромида   серебра.   Быстрая   заряженная   частица,   пронизывая кристаллик,   отрывает   электроны   от   отдельных   атомов   брома.   Цепочка   таких кристалликов образует скрытое изображение. При   проявлении   в   этих   кристалликах   восстанавливается   металлическое серебро и цепочка зерен серебра образует трек частицы. По длине и толщине трека можно оценить энергию и массу частицы.Источники информации: 1. Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля: учебник для образовательных учреждений сред.проф. образования. — М., 2014. 2. Дмитриева В. Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля.   Сборник   задач:   учеб.пособие   для   образовательных   учреждений   сред. проф. образования. — М., 2014. 3. Дмитриева В. Ф., Васильев Л. И. Физика для профессий и специальностей технического   профиля.   Контрольные   материалы:   учеб.пособия   для   учреждений сред. проф. образования / В. Ф. Дмитриева, Л. И. Васильев. — М., 2014.