нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Ядерна фотографічна емульсія

   
 

Ядерна фотографічна емульсія, фотографічна емульсія , призначена для реєстрації слідів заряджених ядерних частинок. Використовується в ядерній фізиці , фізики елементарних часток і космічного випромінювання, для авторадіографії і в дозиметрії ядерних випромінювань. Першим застосуванням фотоемульсії в ядерній фізиці можна вважати дослідження А. А. Беккереля , який у 1896 виявив радіоактивність солей U по викликуваному ними почорніння фотоемульсії. У 1910 японський фізик С. Киносита показав, що зерна галогенідусрібла звичайної фотоемульсії стають здатними до прояву, якщо через них пройшла хоча б одна a-частинка. У 1927 Л. В. Мисовської із співробітниками (СРСР) виготовив пластинки з товщиною емульсійної шару 50 мкм і спостерігав з їх допомогою розсіювання a-частинок на ядрах емульсії. У 30-х рр.. почалося виготовлення Я. ф. е.. зі стандартними властивостями, за допомогою яких можна було реєструвати сліди повільних частинок (a-частинок, протонів). У 1937-1938 М. Блау і Г. Вомбахер (Австрія) і А. П. Жданов із співробітниками (СРСР) спостерігали в Я. ф. е.. розщеплення ядер, викликані космічним випромінюванням. У 1945-1948 з'явилися Я. ф. е.., придатні для реєстрації слабо іонізующих однозарядних релятивістських частинок, метод Я. ф. е.. став точним кількісним методом досліджень.

Я. ф. е.. відрізняється від звичайної фотоемульсії двома особливостями: відношення маси галогенідусрібла до маси желатини в 8 разів більше; товщина шару, як правило, в 10-100 разів більше, досягаючи іноді 1000-2000 мкм і більше (стандартна товщина фірмових Я. ф. е.. 100-600 мкм ). Зерна галогенідусрібла в емульсії мають сферичну або кубічну форму, їх середній лінійний розмір залежить від сорту емульсії і зазвичай становить 0,08-0,30 мкм .

Заряджені частинки або електромагнітне випромінювання, пов'язане з ядерними реакціями, викликають в Я. ф. е.. дію, аналогічну світлу. Процес прояви грає роль сильного збільшення первісного слабкого ефекту ( прихованого фотографічного зображення ), докладно того як лавинний розряд в Гейгер- Мюллера лічильнику або бурхливе кипіння бульбашок в бульбашкової камері багаторазово збільшують слабкі ефекти, пов'язані з початковою іонізацією, виробленої зарядженою часткою. Ядерні частинки, як правило, володіють великою енергією, завдяки чому вони можуть створювати центри чутливості в лежачих на їх шляху зернах галогенідусрібла. Після фіксування Я. ф. е.. уздовж сліду частинки утворюється ланцюжок чорних зерен. Сліди часток спостерігають за допомогою мікроскопа при збільшенні 200-2000.

У ядерній фізиці емульсії зазвичай використовують у вигляді шарів, нанесених на скляні підкладки. При дослідженні частинок високих енергій (на прискорювачах або в космічному випромінюванні) їх іноді укладають у великі стопки в декілька сотень шарів. Обсяг стопок доходить до десятків л; утворюється практично суцільна фоточутлива маса. Після експозиції окремі шари можуть бути наклеєні на скляні підкладки і оброблені звичайним чином. Положення шарів точно маркується, завдяки чому траєкторію частинок легко простежувати по всій стопці, переходячи від шару до шару.

Властивості сліду, залишеного в емульсії зарядженою часткою, залежать від її заряду Z, швидкості v і маси М. Так, залишковий пробіг частинки (довжина сліду від його початку до точки зупинки) при даних е и v пропорційний М; при досить великий швидкості v частинки щільність зерен (число проявлених зерен на одиницю довжини сліду) g ~ e2 / v 2. Якщо щільність зерен занадто велика, вони злипаються в суцільний чорний слід. У цьому випадку, особливо якщо е велике, мірою швидкості може бути число d-електронів, створюючих на сліді характерні відгалуження. Їх щільність також ~ e2 / v 2. Якщо е = 1, а v ~ с (с - швидкість світла), то слід частинки в релятивістської Я. ф. е.. має вигляд переривчастою лінії з 15-20 чорних крапок на 100 мкм шляхи ( рис. 1 ). У Я. ф. е.. можна вимірювати розсіяння частинки, середнє кутове відхилення на одиницю шляху: j ~ e / pv (р - імпульс частки). Я. ф. е.. можна помістити в сильне магнітне поле і виміряти імпульс частинки і знак її заряду, що дозволяє визначити заряд, масу і швидкість частинки. Переваги методу Я. ф. е.. - Високу просторову роздільну здатність (можна розрізняти явища, відокремлені відстанями <1 мкм , що для релятивістської частинки відповідає часам прольоту <10 -16 сек ) і можливість тривалого накопичення рідкісних подій.

Створення сучасної Я. ф. е.. з'явилося великим науково-технічним досягненням. За словами англійського фізика С. Пауелла, "розробка покращених емульсій як би відкрила нове вікно в природу, через яке ми вперше побачили сліди, дивні й несподівані, ще невідомі фізикам ...".

З 1945 по 1955 методом Я. ф. е.. були зроблені важливі відкриття: зареєстровані p-мезони (піони) і послідовності розпадів p? m + n, m? e + n + n в Я. ф. е.., експонованих космічним випромінюванням, а також виявлені ядерні взаємодії p -- і К --мезонів. За допомогою Я. ф. е.. вдалося оцінити час життя p 0-мезона (10 -16 сек ), виявлений розпад К-мезона на 3 півонії, відкритий S-гіперон і виявлено існування гіпер-ядра , відкритий антілямдагіперон (див. Гіперони ). Методом Я. ф. е.. був досліджений склад первинного космічного випромінювання; крім протонів, у ньому були виявлені ядра He і більш важких елементів, аж до Fe ( рис. 3 ). З 60-х рр.. метод Я. ф. е.. витісняється бульбашковими камерами , які дають більшу точність вимірювань і можливість застосування ЕОМ для обробки даних.


Літ.: Пауелл С., Фаулер П., Перкінс Д., Дослідження елементарних частинок фотографічним методом, пров. з англ., М., 1962.

© А. О. Вайсенберг.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка