|
|
Радиодиффекционный метод регистрации ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6 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.
  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  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...  Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|