Радиодиффекционный метод регистрации

Фотоэмульсионный способ

Детектор Черенкова

Химические и калориметрические способы.

Эти методы в основном применяются в экспериментальной физике и меньше в дозиметрии. Их можно разделить на трековые и интегральные. К трековым относятся наблюдения с камерами Вильсона, диффузионной, пузырьковой, люминесцентной, а также фотоэмульсионной, радиодиффекционные и искровой способы. В них наблюдаются треки- траектории отдельных частиц.

К интегральным относятся наблюдения с детектором Черенкова, а также фотоэмульсионные, химические и калориметрические, в которых измеряются высокие интенсивности и дозы излучения.

8.1.Камера Вильсона

По плотности следа на фотографии судят о природе удельной ионизации энергии и массы частицы. Рядом с камерой обычно устанавливают счетчики Гейгера-Мюллера, сигналы которых о прилетевшей частице включают механизм расширения камеры, фотографирование частицы и подготовки камеры к регистрации новой частицы.

Время подготовки длится от n* сек (1л и Р = 0,1 МПа) до n * минут (100 л и Р=1 МПа)

8.2.Диффузионная камера.

Это стеклянный сосуд, заполненный газами при давлении n * 0,1 МПа. В верхней части камеры, где t (газа) = 20 ⁰С находится лоток со спиртом. Дно камеры с наружи охлаждается твердой углекислотой до t = -50 ÷ -70 ⁰С. Пары спирта, насыщенные вверху, опускаются вниз, пересыщаются, образуя чувствительный слой толщиной несколько см, а ниже превращается в жидкость. Заряженная частица, пролетая через чувствительный слой, образует в нем трек, который фотографируется. Через 3-5 секунд, когда капельки тумана осядут на дно камеры, она снова готова к работе.

8.3.Пузырьковая камера.

В этой камере наблюдают частицы очень высоких энергий (~ 1000 МэВ), как на выходе мощных ускорителей заряженных частиц. Их рабочей объем достигает 1000 л. Они заполняются жидкими газами (He H₂ и тд.), которые путем расширения доводят до перегретого состояния. Оно продолжается несколько м/сек. Если в этот промежуток времени пролетает заряженная частица, то пузырьки пара образуют след, который фотографируется.

Рабочая жидкость может служить мишенью для заряженных частиц.

8.4.Люминесцентная камера.

С помощью этих камер наблюдают следы заряженных частиц на телеэкране на любом расстоянии от источника излучения. Камера состоит из фосфора и электронно-оптического устройства. Заряженная частица оставляет в фосфоре слабосветящийся след. Интенсивность его усиливается в 10 ÷ 10⁶ раз, изображается на телеэкране и фотографируется. Тип фосфора, который применяется в камере, определяется типом наблюдаемых заряженных частиц.

8.5.Искровая камера.

Если на 2 плоских электрода подать высокое напряжение (n * 100кВ), то между ними под влиянием заряженной частицы возникает плотная смесь заряженных частиц (или ионов) – плазма. От нее к аноду и катоду распространяются стримеры – т.е. плазменные шнуры с «-«и «+» - знаков. За время 10^-9 ÷ 10^-10 сек они достигают электродов и соединяют их плазменным каналом (как лидер-молния).

По этому каналу развивается мощный Эл. Заряд в виде искры, которую можно сфотографировать и узнать, где пролетела частица. На этом принципе и основана работа искровой камеры.

Она состоит из нескольких искровых счетчиков, которые расставлены один над другим. И тогда путь частицы отличается серией одновременно-проскочивших искр.

Работа искровой камеры управляет двумя счетчиками Гейгера-Мюллера.

Если высокое напряжение подать на очень короткое время (10^-7 сек), за которое стример не дойдет до электрода, тогда свечение будет вызвано только стримером и будет зависит от типа частицы. Такая камера наз-ся стриммерной. Искровые камеры делают размерами многих квадратных метров и применяют для регистрации быстрых заряженных космических частиц.

8.6.Радиодиффекционный способ.

Заряженная частица пролетает через стекло не только ионизирует встречные атомы, но и расталкивает их в сторону, образуя полоску поврежденного стекла. Она распознается по матовой поверхности стекла после его обработки в HF. По степени помутнения можно определить число попавших на стекло частиц. Таким способом можно регистрировать частицы в разнообразных условиях. По природным минералам можно судить о следах их облучения, которые произошли сотни миллионов лет назад.

Фотоэмульсионный способ.

Чувствительным элементом способа является фотопластинка, где нанесен слой желатина с зернами бромистого серебра (AgBr) размером 0.1 – 1 мм. Под влиянием излучений молекула разделяется на атомы Ag и Br. После проявления атомы серебра создают почернение, интенсивность которой зависит от поглощенной дозы (энергии) или дозы поглощенного излучения. На этом принципе основаны фотодозиметры, а также приборы для изучения радиации в космосе. Этим способом можно фиксировать следы отдельных частиц, т.е.треки. Для этого применяют эмульсии с зернами очень малых размеров и большой плотности, а также высокой чувствительности.

8.8.Детектор Черенкова.

Он основан на регистрации светового излучения открытого Вавиловым и Черенкова.

Скорость света в прозрачных веществах в n раз меньше, чем в вакууме, где n – коэффициент преломления вещества. (У воды n = 1,33; оргстекло – 1,5). Если заряженная частица в этих веществах движется быстрее скорости света, то это движение сопровождается световым излучением Вавилова-Черенкова. Оно связано с возвращением поляризованных атомов в нормальное состояние. Для β-частиц такое свечение наблюдается в воде при Е = 0,26 МэВ. С помощью детектора Черенкова регистрируют быстрые заряженные частицы (ē, ρ, α), определяют в них Е. Детектор похож на сцинтилляционные, но вместо фосфóра в нем вода, оргстекло или другое в-во, к-ое называют радиатором.

8.9.Химический и калориметрический способ.

Ионизирующее излучение влияет на хим. процессы в сложных веществах и под его влиянием меняется прозрачность хим. раствора. На этом явлении основаны хим. дозиметры для измерения высоких доз излучения.

а) В феррасульфатном дозиметре применяется р-р солей Fe ²⁺ в разбавленной H₂SO₄. При облучении р-ра заряженными частицами в нем накапливаются атомы Fe ³⁺ в реакции: Fe²⁺ + OH⁰ → Fe³⁺ + OH^-

Ионы Fe³⁺ интенсивно поглощают свет с длинной волны α = 3070 А, и поэтому уменьшается прозрачность раствора. По степени поглощения света определяют дозу облучения.

б) В дозиметрах физ. раствора сернокислого церия в H₂SO₄ содержится 4-х валентный церий, который при облучении восстанавливается атомами Н⁺ в ион 3-х валентного.

Они поглощают свет в узком интервале волн с 3020 А, что позволяет по прозрачности раствора сернокислого церия судить о дозе облучения.

Химические дозиметры для γ-квантов определяют скорость выделения газообразного йода из водного раствора NaY. Она пропорциональна поглощенной энергии, т.е. дозе облучения. Если к водному раствору NaY добавлять борную кислоту, то Y выделяется из раствора под действием α-частиц и ядер лития по реакции: ¹⁰В (n, α) → ⁷L; (раствор бомбардируется нейтронами). Таким путем можно определять дозу облучения тепловыми нейтронами.

В растворах сульфата лития под действием тепловых нейтронов на Li идет экзотермическая реакция (+Q).

⁶Li; (n α) ³t

Ядро Li и α-частица разрывают молекулу Н₂О на Н₂ и ОН^- , которые изменяют заряд ионов железа или церия.

Калориметрический способ.

Основан на превращении поглощенной энергии ионизирующих излучений в тепло и измерением этого тепла с помощью калориметров. Химический и калориметрический способы имеют низкую чувствительность и применяются для измерения больших доз γ-излучения (10⁴ -10⁶ Ku). Калориметрический метод применяется для изучения дозы сложного по составу излучения мощных ядерных реакторов.

9. Спектрометрия ядерных излучений.

 

⇐ Предыдущая123456

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: