Сцинтилляционный метод
Данный метод стали применять раньше других. Он сыграл большую роль в развитии ядерной физики.
В физике сцинтилляцией называют вспышку света, возникающую при попадании">
Сцинтилляционный метод
Данный метод стали применять раньше других. Он сыграл большую роль в развитии ядерной физики.
В физике сцинтилляцией называют вспышку света, возникающую при попадании заряженной частицы в среду, обладающую способностью люминесцировать. В некоторых люминофорах, например в сернистом цинке, сцинтилляция (световая вспышка), вызванная заряженными частицами, является достаточно яркой и может наблюдаться невооруженным глазом.
Первый прибор, основанный на использовании сцинтилляции, — спинтарископ — был изобретен Круксом в 1903 году. Он представлял собой маленькую цилиндрическую камеру, дно которой было покрыто люминофором. Внутрь камеры помещали иглу, на острие которой находилось небольшое количество радиоактивного вещества. Вылетевшие из него заряженные частицы попадали на люминофор и вызывали сцинтилляции, которые наблюдали визуально и подсчитывали с помощью лупы, находившейся в верхней части камеры.
В настоящее время спинтарископ не применяют, но метод сцинтилляций не утратил своего значения, а получил современное техническое выражение и широко используется в науке и технике. Сцинтилляции теперь наблюдают и считают не визуально, а с помощью специальных устройств, называемых сцинтилляционными счетчиками.
Основной частью сцинтилляционного счетчика является фотоэлектронный умножитель — прибор, объединяющий в себе фотоэлемент с внешним фотоэффектом и многокаскадный электронный усилитель особой конструкции.
Преимуществом сцинтилляционных счетчиков является очень короткое разрешающее время (10-8 с) и очень большая скорость счета частиц, которая на несколько порядков превышает скорость счета ионизационных счетчиков.
Важной особенностью сцинтилляционных счетчиков является их способность оценивать энергию регистрируемых частиц, поскольку интенсивность сцинтилляций пропорциональна энергии частиц.
Работает сцинтилляционный счетчик следующим образом:
При попадании частицы в сцинтиллятор она начинает взаимодействовать с некоторыми атомами плотной среды сцинтиллятора. При этом какое-то количество атомов вещества, составляющего сцинтиллятор, переходит в возбуждение.
При обратном переходе атомов в нормальное состояние происходит испусканием света, т.е. люминесценция.
Бывает два вида люминесценции — флуоресценция и фосфоресценция. В первом случае высвечивание атома происходит почти мгновенно, во втором — возбужденные молекулы находятся в метастабильном состоянии неопределенное время.
Сцинтилляционный счетчик объединил в себе достоинства счетчика Гейгера – Мюллера и пропорционального счетчика и при всем этом превзошел их по многим показателям.
Фотографический метод
Этот метод был разработан в 1928 году советскими физиками Мысовским и Ждановым. Его сущность заключается в использовании специальных фотоэмульсий для регистрации быстрых заряженных частиц. Фотоэмульсии, применяемые для указанных целей, принято называть ядерными.
Отличие ядерных фотоэмульсий от фотоэмульсий, используемых в обычной фотографии, состоит в следующем.
Ядерные фотоэмульсии имеют толщину слоя от 600 до 1200 мкм, в то время как толщина слоя обычных фотоэмульсий составляет всего от 10 до 20 мкм.
Чувствительность ядерных фотоэмульсий значительно выше, чем обычных, так как число зерен (монокристаллов) бромистого серебра в ядерной фотоэмульсии много больше, а размеры зерен много меньше, чем в обычной фотоэмульсии.
Заряженные частицы, попадая в слой фотоэмульсии, нанесенный на фотопластинку, вызывают ионизацию молекул фотоэмульсии, вызывающую почернение ее зерен. После химической обработки фотопластинки (проявления и фиксирования) следы (треки), оставленные пролетевшими через фотоэмульсию частицами, становятся видимыми. Их наблюдают с помощью микроскопа.
