Ядерна фотографічна емульсія, фотографічна емульсія, призначена для реєстрації слідів заряджених ядерних часток. Використовується в ядерній фізиці, фізиці елементарних часток і космічного випромінювання, для авторадіографії і в дозиметрії ядерних випромінювань. Першим вживанням фотоемульсії в ядерній фізиці можна рахувати дослідження А. А. Беккереля, який в 1896 виявив радіоактивність солей U по почорнінню фотоемульсії, що викликалося ними. У 1910 японський фізик С. Киносита показав, що зерна галогеніду срібла звичайної фотоемульсії стають здібними до прояву, якщо через них пройшла хоч би одна а-частка. У 1927 Л. В. Мисовський із співробітниками (СРСР) виготовив пластинки з товщиною емульсивного шару 50 мкм і спостерігав з їх допомогою розсіяння а-часток на ядрах емульсії. У 30-х рр. почалося виготовлення Я. ф. е. із стандартними властивостями, за допомогою яких можна було реєструвати сліди повільних часток (а-часток, протонів). У 1937—1938 М. Блау і Г. Вомбахер (Австрія) і А. П. Жданов із співробітниками (СРСР) спостерігали в Я. ф. е. розщеплювання ядер, викликані космічним випромінюванням. У 1945—1948 з'явилися Я. ф. е., придатні для реєстрації слабо іонізующих однозарядних релятивістських часток, метод Я. ф. е. став точним кількісним методом досліджень.
Я. ф. е. відрізняється від звичайної фотоемульсії двома особливостями: відношення маси галогеніду срібла до маси желатин в 8 разів більше; товщина шаруючи, як правило, в 10—100 разів більше, досягаючи інколи 1000—2000 мкм і більш (стандартна товщина фірмових Я. ф. е. 100—600 мкм ). Зерна галогеніду срібла в емульсії мають сферичну або кубічну форму, їх середній лінійний розмір залежить від сорту емульсії і зазвичай складає 0,08—0,30 мкм .
Заряджені частки або електромагнітне випромінювання, пов'язане з ядерними реакціями, викликають в Я. ф. е. дія, аналогічна світлу. Процес прояву грає роль сильного збільшення первинного слабкого ефекту (прихованого фотографічного зображення ), детально тому як лавинний розряд в Гейгер-Мюллера лічильнику або бурхливе скипання бульбашок в бульбашковій камері багато разів збільшують слабкі ефекти, пов'язані з початковою іонізацією, вироблюваною зарядженою часткою. Ядерні частки, як правило, володіють великою енергією, завдяки чому вони можуть створювати центри чутливості в лежачих на їх дорозі зернах галогеніду срібла. Після фіксації Я. ф. е. уздовж сліду частки утворюється ланцюжок чорних зерен. Сліди часток спостерігають за допомогою мікроскопа при збільшенні 200—2000.
В ядерній фізиці емульсії зазвичай використовують у вигляді шарів, нанесених на скляні підкладки. При дослідженні часток високих енергій (на прискорювачах або в космічному випромінюванні) їх інколи укладають у великі стопки в декілька сотень шарів. Об'єм стопок доходить до десятків л ; утворюється практично суцільна фоточутлива маса. Після експозиції окремі шари можуть бути наклеєні на скляні підкладки і оброблені звичайним способом. Положення шарів точно маркірується, завдяки чому траєкторію часток легко просліджувати 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-коду . Так, залишковий пробіг частки (довжина сліду від його початку до точки зупинки) при даних е і v пропорційний М-коду; при чималій швидкості v частки щільність зерен (число проявлених зерен на одиницю довжини сліду) g ~ e 2 /v 2 . Якщо щільність зерен дуже велика, вони злипаються в суцільний чорний слід.(наступний) В цьому випадку, особливо якщо е велике, мірою швидкості може бути число d-електронів, створюючих на сліді характерні відгалуження. Їх щільність також ~ e 2 /v 2 . Якщо е = 1, а v ~ з (з — швидкість світла), то слід частки в релятивістською Я. ф. е. має вигляд переривистої лінії з 15—20 чорних крапок на 100 мкм дороги ( мал. 1 ). У Я. ф. е. можна вимірювати розсіяння частки, середнє кутове відхилення на одиницю дороги: j ~ e/pv ( р — імпульс частки). Я. ф. е. можна помістити в сильне магнітне поле і виміряти імпульс частки і знак її заряду, що дозволяє визначити заряд, масу і швидкість частки. Достоїнства методу Я. ф. е. — високе просторовий дозвіл (можна розрізняти явища, відокремлені відстанями < 1 мкм , що для релятивістської частки відповідає часам прольоту <10 -16 сік ) і можливість тривалого накопичення рідких подій.
Створення сучасної Я. ф. е. з'явилося великим науково-технічним досягненням. За словами англійського фізика С. Пауелла, «розробка покращуваних емульсій як би відкрила нове вікно в природу, через яке ми вперше побачили сліди, дивні і несподівані, ще невідомі фізикам...».
З 1945 по 1955 методом Я. ф. е. були зроблені важливі відкриття: зареєстровані p-мезоні (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 - -мезонов. З допомогою Я. ф. е. удалося оцінити час життя p 0 -мезона (10 -16 сік ), виявлений розпад до-мезона на 3 піони, відкритий s-гіперон і виявлено існування гіпер-ядра, відкритий антілямдагиперон (див. Гіперони ). Методом Я. ф. е. був досліджений склад первинного космічного випромінювання; окрім протонів, в нім були виявлені ядра He і важчих елементів, аж до Fe ( мал. 3 ). З 60-х рр. метод Я. ф. е. витісняється бульбашковими камерами, які дають велику точність вимірів і можливість вживання ЕОМ(електронна обчислювальна машина) для обробки даних.
Літ.: Пауелл С., Фаулер П., Перкинс Д., Дослідження елементарних часток фотографічним методом, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1962.
