Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц

1.

2.

3.

Счётчик Ге́йгера, счётчик Ге́йгера — Мю́ллера — газоразрядный
прибор для автоматического подсчёта числа попавших в
него ионизирующих частиц.
Принцип предложен в 1908 году Хансом Гейгером; в 1928 Вальтер
Мюллер, работая под руководством Гейгера, реализовал на практике
несколько версий прибора, конструктивно отличавшихся в зависимости
от типа излучения, которое регистрировал счётчик.

4.

Представляет собой газонаполненный конденсатор, который пробивается при пролёте
ионизирующей частицы через объём газа. Дополнительная электронная схема обеспечивает счётчи
питанием (как правило, не менее 300 В). При необходимости обеспечивает гашение разряда и
подсчитывает количество разрядов через счётчик.
Счётчики Гейгера разделяются на несамогасящиеся и самогасящиеся (не требующие внешней
схемы прекращения разряда).
В бытовых дозиметрах и радиометрах производства СССР и России обычно применяются счётчики с
рабочим напряжением 390 В:
«СБМ-20» (по размерам — чуть толще карандаша), «СБМ-21» (как сигаретный фильтр, оба со
стальным корпусом, пригодный для жёсткого β- и γ-излучений);
«СИ-8Б» (со слюдяным окном в корпусе, пригоден для измерения мягкого β-излучения).
Широкое применение счётчика Гейгера — Мюллера объясняется высокой чувствительностью,
возможностью регистрировать разного рода излучения, сравнительной простотой и дешевизной
установки.

5.

Счетчик Гейгера-Мюллера подсчитывает
ионизирующие частицы, прошедшие через него. Он
состоит из трубки, заполненной инертным газом
(обычно аргоном), и электродов (катод и
анод). Принцип основан на ударной ионизации газа.

6.

Ка́мера Ви́льсона (она же туманная камера) — один из первых в
истории приборов для регистрации следов (треков) заряженных
частиц. Изобретена шотландским физиком
Чарлзом Вильсоном между 1910 и 1912 г.

7.

Камера Вильсона представляет собой ёмкость со стеклянной крышкой и
поршнем в нижней части, заполненную насыщенными парами воды,
спирта или эфира. Пары тщательно очищены от пыли, чтобы до пролёта
частиц у молекул воды не было центров конденсации. Когда поршень
опускается, то за счёт адиабатического расширения пары охлаждаются и
становятся перенасыщенными. Заряженная частица, проходя сквозь
камеру, оставляет на своём пути цепочку ионов. Пар конденсируется
на ионах, делая видимым след частицы

8.

Принцип действия камеры использует
явление конденсации перенасыщенного пара: при появлении в среде
перенасыщенного пара каких-либо центров конденсации (в частности
ионов, сопровождающих след быстрой заряженной частицы) на них
образуются мелкие капли жидкости. Эти капли достигают значительных
размеров и могут быть сфотографированы. Источник исследуемых частиц
может располагаться либо внутри камеры, либо вне её (в этом случае
частицы залетают через прозрачное для них окно)

9.

Пузырьковая камера
Пузырько́вая ка́мера — это устройство или прибор для регистрации
следов (или треков) быстрых заряженных ионизирующих частиц, действие
которого основано на вскипании перегретой жидкости вдоль траектории
частицы

10.

Камера заполнена жидкостью, которая находится в состоянии, близком к
вскипанию. При резком уменьшении давления жидкость становится
перегретой. Если в данном состоянии в камеру попадёт ионизирующая
частица, то её траектория будет отмечена цепочкой пузырьков пара и
может быть сфотографирована.

11.

Ядерная фотографическая эмульсия —
специальная желатиносеребряная фотоэмульсия, предназначенная
для регистрации следов элементарных частиц методом
толстослойных фотоэмульсий. От обычных фотографических
эмульсий отличается большой толщиной, иногда превышающей
1 миллиметр (до 1200 микрон). Ещё одно отличие заключается в
высокой однородности микрокристаллов и повышенной
концентрации галогенида серебра, достигающей 85%. Ядерная
эмульсия используются для регистрации и дальнейшего
исследования быстрых заряженных элементарных частиц, таких как,
например, нуклоны и мезоны.

12.

Сцинтилляционный метод : Метод измерений, основанный на регистрации световых вспышек сцинтилляций, возникающих в сцинтилляционном детекторе под воздействием ионизирующего
излучения.
Сцинтилля́торы — вещества, обладающие способностью излучать свет при поглощении
ионизирующего излучения (гамма-квантов, электронов, альфа-частиц и т. д.). Как правило,
излучаемое количество фотонов для данного типа излучения приближённо пропорционально
поглощённой энергии, что позволяет получать энергетические спектры излучения.
Сцинтилляционные детекторы ядерных излучений — основное применение сцинтилляторов. В
сцинтилляционном детекторе свет, излученный при сцинтилляции, собирается на
фотоприёмнике (как правило, это фотокатод фотоэлектронного умножителя — ФЭУ,
значительно реже используются фотодиоды и другие фотоприёмники), преобразуется в
импульс тока, усиливается и записывается той или иной регистрирующей системой.

13.

Искровая камера — детектор высокоэнергетических заряженных частиц,
в котором трек (траектория) частицы регистрируется как
последовательность искр в инертном газе, заполняющем пространство
между рядом металлических пластинок.

14.

При прохождении через инертный газ заряженная частица ионизирует
его. Между отдельными пластинами искровой камеры
приложено напряжение, создающее электрическое поле, способное
ускорить ионы до энергий, необходимых для ударной ионизации. Как
следствие, возникает лавинный процесс, при котором возникает
достаточное количество возбуждённых атомов, излучающих свет,
переходя в основное состояние. Таким образом возникает искра.
Последовательность искр между разными пластинами создаёт
видимый трек.
Искровые камеры широко использовались в ядерной физике в 1930—
1960 годах, но потом уступили место более совершенным
конструкциям детекторов.

15.

Поставьте пажалуйста 5