Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Введенский Б.А. Большая советская энциклопедия Том 45
 
djvu / html
 

380
ФОТОПЛАСТИНОК ТОЛСТОСЛОЙНЫХ МЕТОД
ных методов экспериментальной ядерной физики-(см.). Метод толстослойных фотопластинок основан на том, что заряженная частица, двигаясь в фотоэмульсии, нарушает па своём пути, благодаря производимой ею ионизации, структуру кристаллич. решетки зёрен бромистого серебра, входящего в состав эмульсии, делая эти зёрна способными к проявлению. При рассматривании проявленной пластинки под микроскопом след прошедшей заряженной частицы изображается в виде цепочки чёрных зёрен на фоне прозрачной желатины (см. рис. 1 на отдельном листе). Зёрна расположены в следе частицы тем плотнее, чем больше ионизация, создаваемая частицей, и чем выше чувствительность фотоэмульсии.
Фотометод регистрации заряженных частиц ведёт свою историю со времени открытия радиоактивности. В 1896 франц. физик А. Беккерель обнаружил почернение фотопластинок вблизи места, где находилась соль урана. В 1911 нем. физик М. Рейнганум показал, что единичная ^-частица оставляет в фотоэмульсии след в виде цепочки зёрен. В 1927 советский физик Л. В. Мысовский с сотрудниками впервые применил пластинки с толстым слоем эмульсии, в к-ром могли полностью укладываться следы я-ча-стиц, испускаемых радиоактивными веществами. В 1929 советский физик А. П. Жданов вывел зависимость между диаметром d зёрен, расстоянием между ними Д и концентрацией С бромистого се.
, . 4,2d
ребра в эмульсии: Д=-^- ; он же впервые изготовил специальную фотоэмульсию для регистрации заряженных частиц. Дальнейшее совершенствование Ф. т. м. привело к созданию фотоэмульсий, способных регистрировать следы релятивистских (быстрых) однозарядных частиц, создающих минимальную ионизацию.
Промышленность выпускает современные ядерные фотоэмульсии с различной чувствительностью, сообразно конкретным задачам экспериментальной и прикладной физики: от чувствительности лишь к тяжёлым многозарядным осколкам до максимальной чувствительности к однозарядным быстрым (релятивистским) частицам.
Ядерные фотоэмульсии содержат от 83% до 87% AgBr, находящегося в виде зёрен с размерами от 0,2 ц до 0,4 ц (концентрация AgBr и размер зёрен меняются для различных сортов эмульсии). Пластинки изготовляются с эмульсионным слоем различной толщины — от 50 до' 1200 (л. Чаще используется толщина 100, 200, 400 и 600 ц.
Ф. т. м. позволяет производить следующие измерения: 1) Количества следов на единице площади пластинки. По количеству следов можно судить об интенсивности излучения (при больших интенсив-ностях счёт следов может быть заменён фотометри-рованием суммарного почернения). 2) Длины следов. По длине следа до места остановки частицы в эмульсии, зная природу частицы и пользуясь кривыми пробег — энергия, можно определить энергию частицы (см. кривые рис. 2). 3) Углов между следами или углов относительно заданного направления. 4) Ионизации, создаваемой частицей. Величину ионизации можно измерить по плотности зёрен в следе частицы для слабых и средних следов, по длине или числу просветов между зёрнами —• для плотных следов, и по числу т. н. дельта-частиц (см. Дельта-лучи), образуемых пролетевшей частицей вдоль её следа (см. рис. 3), или по площади изображения следа (с помощью фотометрирования изображения следа в микроскопе) — для очень плотных следов
многозарядных частиц. Обычно абсолютная величина ионизации не определяется, а сравнивается ионизация от различных частиц. Так как потеря энергии частицей на единице пути на ионизацию в определённой среде зависит только от заряда частицы и её скорости, то отношение остаточных пробегов двух одинаково заряженных частиц от мест, где они имели равные скорости (т. е. равные плотности зёрен в следах), до места их остановки равно отношению их масс: Д1/Л2=т1/те2.5) Импульса частицы. Пролетая вблизи атомных ядер, заряженная частица многократно испытывает т. н. резерфордовское рассеяние на малые углы. Средний угол т многократного рассеяния на длине х следующим образом зависит от скорости v и импульса р частицы: а =-----— ,
где Z — заряд частицы в электронных единицах, a k — постоянная, зависящая от среды. Зная плотность зёрен и средний угол многократного рассеяния частицы с известным зарядом, можно одновременно определить её массу и энергию, даже если она не остановилась в эмульсии. Импульс частицы можно также определить по отклонению частицы в магнитном поле (напр., при пролёте частицы между двумя фотопластинками; при этом автоматически определяется и знак заряда). 6) Электрич. заряда частицы в случаях многозарядных частиц — по числу дельта-частиц (см. пункт4). Для остановившихся в эмульсии многозарядных частиц величину заряда можно определить и по длине сужения следа (сужение следа к концу происходит вследствие захвата частицей электронов при малых скоростях, т. е. уменьшения эффективного заряда частицы).
Весьма прогрессивным направлением в фотометоде при исследовании быстрых частиц является применение т. н. эмульсионной камеры, к-рая представляет собой пачку фотоэмульсионных слоев без стекла и размеры к-рой выбираются так, чтобы в ней могли уложиться пробеги частиц исследуемых ядерных процессов. При выходе частицы из одною эмульсионного слоя она попадает в соседний, и, т. о., след частицы можно изучать на многих слоях эмульсионной камеры После экспонирования эмульсионная камера разбирается на отдельные слои, к-рые наклеиваются на стекло перед проявлением или после него. Если толщина фотоэмульсионного слоя пластинки не может быть больше 1 мм (из-за трудностей ф )тообработки, растущих с толщиной слоя, трудностей просмотра под микроскопом вследствие поглощения и рассеяния света в толще желатины, а также трудностей изготовления объективов микроскопов с большим рабочим отрезком), то общая толщина фотоэмульсии в эмульсионных камерах, применяющихся при исследовании космич. лучей, составляет несколько сантиметров (в отдельных случаях до 15 см). Общий объём сухой эмульсии в эмульсионной камере достигает нескольких литров. Естественно, что процессы, подобные, напр., распаду т-мезона на три и-мезона (рис. 4), весьма мало вероятно зарегистрировать целиком в фотослое одной пластинки, тогда как в эмульсионной камере достаточных размеров этот процесс будет зарегистрирован. Применение больших камер (с длиной до 40 см) позволяет с большой вероятностью регистрировать взаимодействие быстрых частиц с ядрами вещества, т. к. «ядерный пробег» в фотоэмульсии составляет около 25 см.
Ф. т. м. позволяет детально изучать индивидуальные ядерные процессы. Фотоэмульсия имеет тормозную способность приблизительно в 2000 раз больше тормозной способности газовой среды камеры Видь-

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670


Большая Советская Энциклопедия Второе издание