Методы регистрации заряженных частиц

МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Сцинтилляционный
счетчик
Пузырьковая камера
Камера Вильсона
Счетчик Гейгера
Метод
толстослойных
фотоэмульсий

СЦИНТИЛЛЯЦИЯ
Сцинтилляция – кратковременная вспышка люминесценции, возникающая в сцинтилляторах под действием ионизирующих излучений.
Сцинтилляционный детектор – это прибор для регистрации и спектрометрии частиц.

СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ДЕТЕКТОР
Действие основано на возбуждении заряженными частицами в ряде веществ световых вспышек, которые регистрируются фотоэлектронными умножителями
Используются для регистрации нейтронов и γ-квантов.

СПИНТАРИСКОП-первый сцинлилляционный счетчик
В 1879 году Вильям Крукс доказал материальную природу катодных лучей.
Он состоит из:
толстостенного свинцового сосуда 1, в котором находится тонкий стержень с радиоактивным препаратом-2;
экрана, покрытого сульфидом цинка – 3;
лупы – 4.
1
2
4
3

экран
Лупа
короткофокусная
Тонкая мет. пластинка
щель
р/а препарат
Схема современного сцинтиллияционного счетчика

После создания в конце 1940 года фотоэлектронного умножителя были усовершенствованы сцинтилляционные счетчики частиц.
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

ОСОБЕННОСТИ
Недостатки:
Слабая чувствительность к частицам малой энергии.
Числовой подсчет частиц, который не дает информации об их типе.
Достоинства:
Высокая эффективность регистрации.
Возможность различных размеров и конфигураций.
Высокая надежность.
Невысокая стоимость.

Сцинтилляционный метод
используется в телевизорах (свечение экрана);
Резерфорд применил в опытах по рассеянию α-частиц.

СЧЕТЧИК ГЕЙГЕРА
Используется для регистрации электронов и γ-квантов.
Состоит из трубки, заполненной газом и снабженная двумя электродами, на которые подается высокое напряжение.
Действие основано на ударной ионизации
анод
катод
К регистрирующему
устройству

Когда элементарная частица пролетает сквозь счетчик, она ионизирует газ, и ток через счетчик резко возрастает. Образующийся при этом на нагрузке импульс напряжения подается к регистрирующему устройству.
Только фиксирует частицы.

КАМЕРА ВИЛЬСОНА
Дает возможность наблюдать след, который оставляют пролетающие частицы.
Заполняют парами воды или спирта, а затем создают условия для того, чтобы пар становился перенасыщенным.
Для этого резко опускают поршень.

Элементарная частица, пролетая сквозь такую камеру, образует вдоль своей траектории ионы, которые затем выступают как центры конденсации: в них образуются капельки воды. Частица оставляет за собой трек, т.е. след.

КАМЕРА ВИЛЬСОНА ШКОЛЬНАЯ

ПУЗЫРЬКОВАЯ КАМЕРА
Действие пузырьковой камеры основано на том, что они заполнены перегретой жидкостью, в которой появляются маленькие пузырьки пара на ионах, возникающих при движении быстрых частиц.

МЕТОД ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ
Фотоэмульсия содержит мельчайшие кристаллы бромистого серебра, которые ионизируются при пролете элементарной частицы.

МЕТОД ТОЛСТОСЛОЙНЫХ ФОТОЭМУЛЬСИЙ
После проявления фотопластинки происходит химическая реакция восстановления серебра.
Треки частиц становятся видимыми.

Достоинства метода
Время экспозиции может быть сколь угодно большим
Доступность
Долгое хранение
Экономичность
Регистрация редких явлений
Увеличение числа наблюдаемых интересных реакций между частицами и ядрами