| آشکار سازهای هسته‌ای وسایلی هستند که نسبت به عبور تابش هسته‌ای حساس هستند. |
|
مقدمه
ذرات باردار برای افزایش یک زوج یون در یک گاز حدود ev 30 انرژی از دست می‌دهد. تابش هسته‌ای دارای خواص عمومی زیر است و یک جامد یا مایع آسانتر در آشامیده می‌شود تا در یک گاز. درجه نفوذ به ازای انرژی معین به ترتیب برای
پرتوهای آلفا ،
بتا و
گاما کاهش می‌یابد. برد ذرات باردار با افزایش انرژی افزایش پیدا می‌کند.
آشکار سازهای گازی
ساده‌ترین آشکار سازی است که نسبت به اثرهای یونش تابش هسته‌ای در یک گاز حساس است. تمام
آشکار سازهای گازی بر اساس اصول زیر کار می‌کنند:
- تابش هسته‌ای برخی از مولکوهای گاز درون اتاقک را یونیزه می‌کند.
- میدان E الکتریکی ، ذرات یونیزه را بسوی الکترون می‌کشاند و جریانی در مدار تولید می‌کند.
- جریان حاصل در یک مقاومت الکتریکی توسط ابزارهای الکتریکی اندازه گیری می‌شود.
- با اندازه گیری ولتاژ می‌توان نمودار ولتاژ و تعداد یونها را رسم کرد. برای تشخیص نوع ذره از نمودار ولتاژ ـ تعداد استفاده می‌شود و ماهیت و خواص ذرات از روی آن بحث می‌شود.
آشکار سازهای نیم رسانا
آشکار ساز نیم رسانا یا
حالت جامد از جمله مفیدترین و دقیقترین آشکارسازهای معاصر است. این آشکارسازها در ساده‌ترین شکل یک جامد
ماده نیم رسانا مانند
ژرمانیوم است که بین دو الکترودی که یک
الکترون آزاد و یک یون هستند کار می‌کنند. آشکار سازی نیم رسانا با دو زوج یونهایی که هر یک شامل یک الکترون و یک حفره (الکترون با بار مثبت) عمل می‌کند.
برای یک شمارگر نیم رسانا اندازه پالس ورودی در گستره وسیعی بطور خطی به انرژی ذره مربوط است. شمارگرها را می‌توان برای شمارش الکترونهایی با
انرژی جنبشی کوچکی 20 کیلو الکترون ولت و یونهای سنگینی با انرژی جنبشی به بزرگی 200 مگا الکترون ولت به قدر کافی حساس کرد. کارایی این شمارگرها در ثبت ذراتی که ناحیه حساس را طی می‌کنند نزدیک به 100% است و از کارایی آشکار سازهای گازی خیلی بزرگتر است.
آشکار سازهای سو سوزن
طرز کار
آشکار سازهای سوسوزن بر این اساس است که وقتی
پرتوهای ایکس تابیده شود، نور مرئی گسیل می‌کنند. وقتی ذره‌ای با فسفر برخورد می‌کند الکترونی را به حالت انرژی بالاتر بر می‌انگیزد (تحریک الکترونی) و فسفر برانگیخته در بازگشت به حالت پایه با گسیل فوتونهایی که در ناحیه مرئی طیف قراردارند، است.
یک نمونه از آشکار سازهای سوسوزن را می‌توان در
اسیلوسکوپ پرتو کاتدی یا
لامپ تصویر تلویزیون یافت که در این الکترونها با سرعت بالا به فسفر برخورد می‌کنند و گسیل تابش مرئی را موجب می‌شود.
آشکار سازهای چرنکوف
وقتی ذره بارداری در یک محیط شفاف با سرعتی که از سرعت نور در آن محیط بیشتر است حرکت می‌کند، نور مرئی گسیل می‌شود. چنین نوری به یاد بود کاشف آن به
تابش چرنکوف موسوم است. حرکت یک ذره باردار پر انرژی در امتداد یک خط مستقیم در این محیط را می‌توان بصورت جابجایی یک سری الکترونهای واقع بر مسیر آن ذره از موقعیت تعادل در نظر گرفت. میدان تابشی ناشی از جابجایی الکترونها با جسم ترکیب می‌شود و یک
موج الکترومغناطیسی خروجی قوی تشکیل می‌دهند. همانطور که اگر جسمی با سرعت بیشتر از سرعت صوت در یک محیط کشان حرکت کند یک موج ضربه‌ای تولید می‌شود.
شمارگر چرنکوف نوعاً شامل یک قطعه پلاستیکی شفاف با ضریب شکست 1.5و یک لامپ افزونگر فوتون است که تابش را مثبت می‌کند.
مباحث مرتبط با عنوان
