Методи реєстрації радіоактивного випромінювання

Проходження -, - і - випромінювання через речовину супроводжується низкою явищ, які можна зареєструвати за допомогою спеціальних приладів. Принципи дії цих приладів ґрунтуються на особливостях взаємодії радіоактивного випромінювання з речовиною.

На здатності радіоактивного випромінювання іонізувати речовину засновані іонізаційні методи реєстрації. Використовують також фотографічну дію радіоактивного випромінювання, а також здатність деяких речовин (сцинтиляторів) випромінювати світло під дією -, - і - випромінювання (метод сцинтиляцій). У калориметричних методах дозиметричні характеристики ІВ визначають за часом поглинання еталоном енергії, що дорівнює прихованій теплоті плавлення.

Іонізаційні методи

Найширшого застосування набули іонізаційні камери, лічильники Гейгера-Мюллера, пропорційні лічильники та камери Вільсона.

Іонізаційна камера – це заповнений газом конденсатор, до електродів якого прикладено постійну напругу U (рис.1).

Рис.1. Схема увімкнення іонізаційної камери

Якщо між електродами конденсатора пролітає іонізуюча частинка, іони, які вона створює в газі, рухатимуться до електродів. У результаті в зовнішньому колі виникає електричний струм, який можна визначити чутливим приладом (гальванометром Г). Величина цього струму відповідає кількості іонів, утворених іонізуючим випромінюванням в об’ємі іонізаційної камери (ІК). На створення однієї пари іонів у повітрі в середньому потрібна затрата енергії 32 еВ. Недоліком іонізаційної камери є малі струми, які протікають в колі (≈10^-13 А) і, відповідно, високі вимоги до чутливості реєстраційного пристрою.

Іонізаційні процеси також є основою роботи газорозрядних лічильників. Принцип дії та особливості їхньої конструкції детально описані в лабораторній роботі 1.

Камера Вільсона служить для спостереження слідів окремих - і -частинок. Принцип її дії ґрунтується на утворенні в перенасиченій парі краплинок рідини, що конденсується на іонах, які виникають на шляху іонізуючої частинки.

Дифузійна камера. Істотним недоліком камер Вільсона є мале відношення часу, протягом якого камера здатна фіксувати випромінювання до повного часу досліду. Неперервною чутливістю до іонізуючого випромінювання володіє дифузійна камера. Вона також заповнена сумішшю газу і пари рідини, що знаходиться в стані перенасичення. Відмінність між дифузійною і вільсонівською камерами – у способі утворення перенасичення. У дифузійній камері перенасичення досягається дифузією пари через газ від теплої кришки камери до холодної поверхні її дна. Завдяки цій дифузії у просторі, що межує з основою камери, виникає область перенасичення з неперервною чутливістю.

Робочим середовищем для бульбашкової камери, на відміну від двох попередніх, є не перенасичена пара, а перегріта рідина. Заряджена частинка, проходячи крізь неї, залишає на своєму шляху дрібні бульбашки. Ланцюжок цих бульбашок виявляє траєкторію частинки подібно до того як це маємо у камері Вільсона.