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

Альфа-спектрометр

Альфа-спектрометр, прилад для виміру енергії а-часток, що випускаються радіоактивними ядрами (див. Альфа-розпад ) . Принцип дії А.-с. заснований або на магнітному аналізі а-часток (магнітні А.-с.), або на дослідженні їх іонізующего дії (іонізаційні камери).

  Магнітний А.-с .— вакуумний прилад, в якому що випускаються яким-небудь джерелом а-частки проходять через магнітне поле, перпендикулярне напряму їх руху, відхиляючись під дією цього поля на різні кути, залежно від того, яка величина їх енергії.

  Траєкторії заряджених часток, рухомих в однорідному поперечному магнітному полі, є кола. Радіус кола г, імпульс часток р і магнітна індукція В зв'язані між собою співвідношенням ср / е = Br де з — швидкість світла, е — заряд а-частки. Залежність r від імпульсу р дозволяє виробляти аналіз а-часток по енергії, оскільки групи а-часток, що вилетіли з джерела, володіють різною енергією, після проходження через магнітне поле збираються (фокусуються) в різних місцях колектора (детектора). Як детектори а-випромінювання в магнітних А.-с. зазвичай застосовуються фотопластини. Обробка результатів виміру виробляється шляхом рахунку числа треків (слідів а-часток) під мікроскопом.

  На мал. 1 приведена схема руху а-часток в магнітному А.-с.

  Відмінна риса а-спектрів — близьке розташування ліній, що часто сильно відрізняються по інтенсивності. Так, при енергії а-часток 5—6 Мев лінії а-спектру отстоят інколи один від одного всього на 20—30 кев, тобто всього на 0,1—0,2% по імпульсу, причому інтенсивність однієї з ліній може в десятки і навіть в сотні разів перевершувати інтенсивність сусідньої. Тому А.-с. повинні володіти дуже високою роздільною здатністю (здатністю розділяти близькі лінії спектру). З іншого боку, в а-спектрометрії доводиться працювати з дуже тонкими джерелами, оскільки шари завтовшки ~ 10 г/см 2 вже помітно спотворюють форму а-ліній. Таким чином, А.-с. мають бути приладами, пристосованими для дослідження слабких актівностей. Магнітні А.-с. володіють дуже високим дозволом і дуже невеликою світлосилою (велічиной робочого тілесного кута, в якому розташовані траєкторії а-часток). Вони застосовуються для дослідження ядер з періодом напіврозпаду <10 5 —10 6 років.

  На мал. 2 приведена схема одного з сучасних магнітних А.-с. (вертикальний розріз). Маса приладу 4,5 т, діаметр середній траєкторії а-часток 1 м-коду, світлосила 2•10 -4 від повного тілесного кута 4p, дозвіл 7,5 кев.

  Іонізаційні А.-с. при низькій роздільній здатності (25—30 кев ) мають дуже велику світлосилу (близьку до 2p). З їх допомогою можна досліджувати довгоживучі ядра і ядра нових елементів, навіть якщо число цих ядер складає всього декілька десятків. Іонізаційний А.-с. зазвичай є імпульсною іонізаційну камеру, наповнену аргоном.

  На А.-с. виробляється зазвичай не абсолютний вимір енергії а-часток, а порівняння їх енергії з енергією а-часток, що випускаються речовиною, спектр якої добре вивчений (наприклад, 210 Ро, який випускає а-частки з енергією » 5,3 Мев ) . Вимір енергії а-часток може вироблятися також по повному пробігу а-часток по створюваній ними повній іонізації і ін.

Мал. 2. Вертикальний розріз магнітного а-спектрометра (схема): 1 — сердечник; 2 і 3 — кришки; 4 і 5 — полюсні наконечники; 6 — котушка; 7 і 8 — латунні циліндри, створюючі стінки вакуумної камери; 9 — вакуумна камера; 10 — джерело; колектор не потрапляє в розріз.

Мал. 1. Схема руху а-часток з різною енергією в магнітному а-спектрометрі (магнітне поле перпендикулярне плоскості креслення).