Х. Методы регистрации элементарных частиц и радиоактивных излучений.

Частицы больших энергий, возникающие при радиоактивных превращениях, наблюдаемые в космических лучах и создаваемые на специальных мощных ускорителях, могут воздействовать на фотопластину, ионизировать молекулы, вызывать свечение и т.д. По этим проявлениям можно наблюдать пролетающие частицы, считать их, отличать друг от друга и измерять их энергию. Остановимся на основных методах наблюдения этих частиц:

а) метод сцинтиляций

Самый простой. Он основан на том, что люминесцирующее вещество (сернистый цинк) испускает свет под ударами частиц. Этот свет можно воспринимать глазом, адаптированным в темноте, через лупу или микроскоп (вместо глаза можно использовать фотоэлемент)

б) метод конденсации паров вокруг заряженных частиц (камера Вильсона)

Этот метод позволяет визуально наблюдать и фотографировать следы, оставленные пролетающими частицами (используется в основном для -частиц). Действие метода основано на том, что ионы в воздухе, насыщенном парами, могут являться центрами конденсации этих паров.

-частица при движении в воздухе образует около 200000 пар ионов, каждый из которых служит центром конденсации паров. В камере возникает след частицы в виде траектории, состоящей из капелек (“нить тумана”).

При опускании поршня происходит адиабатическое расширение, воздух охлаждается, и пары воды становятся пересыщенными. Скобельцын Д.В. поместил камеру в постоянное магнитное поле, которое параллельно осям камеры. При этом траектории заряженных частиц загибаются и по их кривизне можно судить о скорости, а, следовательно, и Wк, а также о знаке заряда.

в) метод ионизации (счетчик Гейгера)

Метод используется при исследовании интенсивных потоков частиц большой энергии. Счетчик наполнен газом при пониженном давлении (70-150 мм Hg). Сопротивление большое, для того чтобы обеспечить наибольшее падение потенциала. При ионизации в трубке происходит разряд.

г) метод толстослойных фотоэмульсий

Быстрые заряженные частицы производят на зерна фотоэмульсии такое же действие (разложение бромистого серебра), как и кванты света. Учитывая малую длину пробега частицы (до 0,1 мм) в фотоэмульсии и беря её слой относительно толстым (до 1 мм), можно наблюдать весь след частицы за относительно длительный промежуток времени.

Этот метод разработан Л.В. Мысовским и А.П. Ждановым. При исследовании частиц очень больших энергий используют стопки из листков эмульсии.