1.6.1.Источники заряженных частиц. Ускорители. Источники γ-квантов. Источники нейтронов

Способом исследования ядер и элементарных частиц, является изучение распадов ядер, частиц и осуществление столкновений частиц и ядер, с последующей регистрацией вылетающих частиц. Для столкновений необходимо 1.Создавать пучки частиц высоких энергий, 2.приготовлять мишени с ядрами или частицами. 3.регистрировать требуемые характеристики частиц.

Мишени состоят из ядер и частиц, которые достаточно долго живут и входят в состав макротел. Чисто нейтронных мишеней нет. Мишени бывают твердые, жидкие и газообразные. Например, газовая струя тоже мишень.

К источникам элементарных частиц и ядер относятся

-Естественные радиоактивные препараты являются источниками α-частиц, β-частиц, электронов, позитронов, γ-квантов. нейтронов.

-Ускорители –источники заряженных частиц и ядер.

-Ядерные реакторы – мощные источники нейтронов и γ-квантов

-Космические лучи.

1.6.2.Методы регистрации частиц. Детекторы их типы и характеристики. Трековые детекторы. Ядерные фотоэмульсии. Пузырьковые камеры. Камера Вильсона. Электронные детекторы. Счетчики заряженных частиц и -квантов и нейтронов

Детекторы их типы и характеристики

Детекторы - приборы для регистрации частиц. Действие детекторов основано на на различных процессах взаимодействия частиц с веществом. Основные процессы, котроые вызываются заряженными частицами: Ионизация, возбуждение атомов и молекул, возбуждение черенковского излучения, возбуждение переходного излучения релятивисткой частицы при переходе её через границы двух сред с различными диэлектрическими проницаемостями и .

Нейтральные частицы (нейтроны, -мезоны, -кванты и др.) образуют вторичные заряженные частицы. Например, -кванты образуют электроны в фотоэффекте и Комптон-эффекте, или рождают электрон-позитронные пары. Быстрые нейтроны регистрируются по заряженным продуктам ядерных реакций - ядрам, протонам, мезонам. Медленные нейтроны регистрируются по -излучению ядер, которые их захватывают.

Детекторы делятся на два класса- трековые детекторы и электронные детекторы. В трековых детекторах прохождение заряженной частицы регистрируется в виде пространственной картины следа (трека) этой частицы в веществе детектора. Картина фотографируется, и регистрируется электронными устройствами. В электронных детекторах прохождение частицы вызывает появление электронного импульса, который. используется для регистрации и управления различными процессами.

Основными характеристиками детекторов являются:

1.Эффективность (вероятность регистрации частицы при попадании в рабочий объем детектора). Эффективность = число зарегистрированных частиц / полное число частиц пролетевших через детектор.

2.Пространственное разрешение (точность локализации места прохождения частицы)измеряется в см.

3.Временное разрешение- минимальное время между прохождением двух частиц, которые регистрируются как отдельные события, измеряется в сек.

4.Мертвое время- интервал времени после регистрации частицы, в течении которого детектор остается не чувствительным .

5.Разрешающая способность по энергии.

6.Уровень шумов.