М. и П.Кюри следили за радиоактивностью с помощью электроскопов (прибор для обнаружения и измерения электрического заряда), т.е. использовали эффект ионизации воздуха ионизирующем излучением. Со временем, развитие этой техники привело к созданию ионизационных камер (сначала – токовой, потом – импульсной). Ионизационная камера – прибор для регистрации и спектрометрии частиц, представляет собой электрический конденсатор, заполненный газом. Её действие основано на измерении электрического заряда, возникающего при ионизации газа отдельной частицей либо потоком частиц за определённый промежуток времени.

Резерфорд изучал взаимодействие альфа-частиц с веществом с помощью сцинтиллирующего экрана на базе сульфида цинка. В сцинтилляторах (люминофорах) под действием ионизирующего излучения возникают световые вспышки – сцинтилляции. На базе этого явления был разработан сцинтилляционный детектор, предназначенный для регистрации и спектрометрии частиц.

Существенную роль сыграло изобретение прибора для регистрации отдельных заряженных частиц (счетчик Г.Гейгера – В. Мюллера, 1908). Гейгеровский счётчик представляет собой газонаполненный диод (обычно цилиндрический) с тонкой нитью в качестве анода. Действие основано на возникновении в газе в результате его ионизации (при пролёте частицы) электрического разряда (коронного). Со временем счётчик Гейгера-Мюллера был модифицирован в пропорциональный счётчик спектроскопического типа, который оказался особенно эффективным при регистрации мягкого гамма и рентгеновского излучения.

Дальнейшее развитие систем детектирования ионизирующего излучения привело к разработке метода совпадений (В.Боте, 1924). В 1929 этот метод был применён для исследования космических лучей (опыты В.Боте – В.Кольхерстера). Было обнаружено, что первичное космическое излучение состоит из заряженных частиц. В 1939 в технику измерений внедрён сцинтилляционный счетчик (X. Кальман). В 1945 изобретен кристаллический (полупроводниковый) счетчик (Г.Ван Хеерден) на котором базируется современная электронная счётная аппаратура. В 1946 - создан нейтронный спектрометр. В том же году Б.М.Понтекорво) предложил метод детектирования нейтрино путём использования реакции 37C + ν → 37Ar + e–. В 1947 излучение Вавилова – Черенкова впервые использовано для регистрации быстрых частиц. В радиометрию вошли черенковские счетчики (И.Геттинг).

Помимо ионизационных спектрометров были созданы и специфические спектрометры, предназначенные для измерения энергетического спектра излучения. Так, в 1912 создан рентгеновский спектрометр (Г.Брэгг), а также магнитный спектрометр с фокусировкой и фотографической регистрацией (Дж. Даныш, Э.Резерфорд, Г.Робинсон), что позволило непрерывного спектра энергии бета-излучения (Дж. Чэдвик, 1914). В 1935 создан первый селектор скоростей для медленных нейтронов (Дж. Даннинг, Дж. Пеграм, Д.Митчелл, Э.Сегре, Дж. Финк). В 1945 создан нейтронный спектрометр.

В анализе излучений особо эффективными оказались магнитные спектрометры. По отклонению в магнитном поле в 1900 радиоактивное излучение было разделено на три компонента: альфа-, бета- и гамма-лучи. С их помощью в 1910 было проведено первое определение энергии бета-частиц по их отклонению в магнитном поле (О.Байер, О.Хан). В 1912 создан спектрометр с магнитной фокусировкой (Дж. Даныш).

Ядерная физика Ядерная физика


Вернуться на Главную