ЛЕКЦИЯ № 17

Приборы для наблюдения и регистрации радиоактивных излучений и частиц

Практически все методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений (α,β,γ) и частиц основаны на их способности производить ионизацию и возбуждение атомов среды.

Приборы применимые для регистрации радиоактивных излучений и частиц, делятся на две группы:

1. Приборы, позволяющие регистрировать прохождение частицы через определенный участок пространства и в некоторых случаях определять её характеристики, например энергию (сцинтилляционный счетчик, импульсная ионизационная камера, газовый счетчик, полупроводниковый счетчик)

2. Приборы, позволяющие наблюдать, например фотографировать следы (треки) частиц в веществе (камера Вильсона, диффузионная камера, пузырьковая камера, ядерные фотоэмульсии).

Сцинтилляционный счетчик.

Наблюдение сцинтилляционный – вспышек света при попадании быстрых частиц на флуоресцирующий экран – первый метод, позволявший визуально (1903) регистрировать α – частицы. Сцинтилляционный счетчик – детектор ядерных частиц, основными элементами которого является сцинтиллятор (кристаллофосфор) и фотоэлектронный умножитель, позволяющий преобразовать слабые световые вспышки в электрические импульсы, регистрируемые электронной аппаратурой.

Обычно в качестве сцинтилляторов используются кристаллы неорганических (ZnS) или органических (пластмассы) веществ.

Для многих сцинтилляторов интенсивность световой вспышки пропорциональна энергии первичной частицы, поэтому счетчики в данных сцинтилляторах применяются для измерении энергии регистрируемых частиц.

Импульсивная ионизационная камера.

Это детектор частиц, действия которого основано на способности заряженных частиц вызывать ионизацию газа.

Ионизационная камера представляет собой заполненный газом электрический конденсатор, к электродам которого подаётся постоянное напряжение.

Регистрируемая частица, попадая в пространство между электродами, ионизирует газ. Напряжение подбирается так, чтобы все образовавшиеся ионы, с одной стороны, доходами до электродов, не успев рекомбинировать, а с другой – не разгонялись на столько сильно, чтобы производить вторичную ионизацию. Следовательно, в ионизационной камере на её электродах не посредственно собираются ионы, возникшие под действием заряженных частиц.

Газоразрядный счетчик.

Обычно выполняется в виде наполненного газа металлического цилиндра (катод) с тонкой проволокой (анод), натянутой по его оси. В них основную роль играет вторичная ионизация, обусловленная становлением первичных ионов с атомами и молекулами газа и стенок.

Существует два вида газоразрядных счетчиков:

1. Пропорциональные (в них газовый разряд не самостоятельный, т.е. гаснет при прекращении действия внешнего ионизатора);

2. Счетчики Гейгера – Мюллера (в них разряд самостоятельный, т.е. поддерживается после прекращения действия внешнего ионизатора)

Первая – регистрируют частицу и измеряют её энергию.

Вторая – только регистрируют частицу.

Полупроводниковый счетчик.

Это детектор частиц, основным элементом которого является полупродниковый диод.