Радиоактивность
Самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц. Естественная и искусственная радиоактивность. Основные принципы регистрации ионизирующего излучения и области применения детекторов частиц.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.02.2014 |
| Размер файла | 4,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Действие черенковских счетчиков основано на регистрации излучения заряженных частиц, открытого П.Л. Черенковым (1934 г.). Как известно, заряженная частица, движущаяся даже равномерно со скоростью в среде с показателем преломления , излучает свет. Все излучение сосредоточено в малой окрестности конической поверхности, угол раствора которой зависит от скорости частицы. Измеряя этот угол, можно найти скорость, а затем, зная массу (энергию) частицы, определить ее энергию (массу). Счетчики Черенкова устанавливаются на космических кораблях для исследования космического излучения.
III. Трековые детекторы позволяют наблюдать визуально или фиксировать фотографическими и электромагнитными методами треки частиц - следы, оставляемые ими в рабочем веществе. В процессе обработки первичных данных получают следующую информацию.
По геометрии треков устанавливается число заряженных частиц, участвовавших в реакции, и направления их движения. Если трек умещается в рабочем объеме детектора, то по длине пробега определяется энергия частицы. По характеру трека судят о величине энергетических потерь на единицу длины, откуда находят скорость частицы. Зная скорость и энергию частицы, можно найти ее массу. Обратно, по известным скорости и массе определяются энергия и импульс. Применение законов сохранения энергии и импульса позволяет установить участие в реакции одной или нескольких нейтральных частиц. Если трековый детектор поместить в сильное магнитное поле, то траектория заряженной частицы искривится. По кривизне определяется знак заряда частицы и модуль ее импульса.
Рабочий объем камеры Вильсона заполняется парами жидкости, которые охлаждаются за счет резкого расширения и делаются пересыщенными. Пролетающая частица создает вдоль своей траектории цепочку ионов, служащих центрами конденсации. Образующийся туманный след подсвечивается сбоку и фотографируется в нескольких проекциях для выявления его пространственной структуры. Основной недостаток камеры Вильсона - малая плотность рабочего вещества, из-за чего частица проходит через прибор, не останавливаясь в нем и вызывая мало интересующих нас превращений.
Этот недостаток устранен в пузырьковой камере, в которой используется перегретая жидкость. Движущаяся заряженная частица образует ионы, на которых возникают пузырьки пара, фиксируемые так же, как в камере Вильсона. С помощью пузырьковых камер сделан ряд открытий фундаментальной важности, но их трудно изготавливать, они дороги и сложны в эксплуатации.
Родоначальником всех искровых детекторов является искровой счетчик - газозаполненный счетчик с двумя параллельными плоскими электродами, к которым прикладывается высокое напряжение от 2 до 10 кВ. При переходе к современным искровым детекторам решающей явилась идея импульсного питания, предложенная А.А. Тяпкиным. В широкозазорной искровой камере разряд развивается вдоль траектории заряженной частицы, и его легко сфотографировать. Однако этот прибор регистрирует не все частицы, а лишь те, которые попадают в камеру под не очень большими углами к направлению электрического поля.
В середине 60-х годов советские экспериментаторы создали стримерную камеру, именуемую в зарубежной литературе «русской камерой». По существу это тот же искровой счетчик, но с очень короткими импульсами питающего напряжения (длительностью до с). За малое время вдоль траектории частицы успевают возникнуть только зародыши искры - стримеры, образующие тонкий и четкий светящийся трек. Образование стримеров не зависит от угла, под которым частица влетает в прибор. Трек можно сфотографировать на высокочувствительную пленку.
IV. Годоскопические камеры, или трековые счетчики, занимают промежуточное положение между счетчиками и трековыми детекторами. Они как бы составлены из множества мелких счетчиков и объединяют достоинства счетчиков (немедленность регистрации) и трековых камер (полнота информации). Например, главной частью искровой камеры является набор погруженных в газ близких плоско-параллельных электродов, соединенных через один. Половина их заземлена, а на другую половину подается высоковольтный импульс от электронного устройства, запускаемого самой регистрируемой частицей. В том месте камеры, где частица вызвала ионизацию, развивается искровой разряд, который и регистрируется фотографическим или акустическим методом. Применяются также искровые камеры, главная часть которых - система многих тонких проволочек, половина из которых заземлена, а половина подсоединена к источнику высокого напряжения.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История открытия рентгеновского излучения. Источники рентгеновских лучей, их основные свойства и способы регистрации. Рентгеновская трубка, ускорители заряженных частиц. Естественная и искусственная радиоактивность. Применение рентгеновского излучения.
презентация [427,3 K], добавлен 28.11.2013Изучение понятия радиоактивности - явления самопроизвольного превращения ядер одних элементов в другие, сопровождающего испускание различных частиц. Открытия Антуана Беккереля и Марии и Пьера Кюри – ученых, исследовавших это явление. Методы регистрации.
презентация [330,6 K], добавлен 16.05.2012Характеристика методов наблюдения элементарных частиц. Понятие элементарных частиц, виды их взаимодействий. Состав атомных ядер и взаимодействие в них нуклонов. Определение, история открытия и виды радиоактивности. Простейшие и цепные ядерные реакции.
реферат [32,0 K], добавлен 12.12.2009Основные характеристики и классификация элементарных частиц. Виды взаимодействий между ними: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Состав атомных ядер и свойства. Кварки и лептоны. Способы, регистрация и исследования элементарных частиц.
курсовая работа [65,7 K], добавлен 08.12.2010Длина электромагнитных волн рентгеновского излучения, его виды и их характеристика. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Основные виды рентгенодиагностики. Естественная и искусственная радиоактивность. Виды радиоактивного распада.
презентация [2,4 M], добавлен 30.09.2013Свойства всех элементарных частиц. Связь протонов и нейтронов в атомных ядрах. Классификация элементарных частиц. Величина разности масс нейтрона и протона. Гравитационные взаимодействия нейтронов. Экспериментальное значение времени жизни мюона.
реферат [24,3 K], добавлен 20.12.2011Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц; газоразрядный счетчик Гейгера и камера Вильсона. Открытие радиоактивности; исследование альфа-, бета- и гамма-излучения. Рассмотрение биологического действия радиоактивных излучений на живые организмы.
презентация [2,2 M], добавлен 03.05.2014Изучение процессов рассеяния заряженных и незаряженных частиц как один из основных экспериментальных методов исследования строения атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Борновское приближение и формула Резерфорда. Фазовая теория рассеяния.
курсовая работа [555,8 K], добавлен 03.05.2011Методы наблюдения и регистрации элементарных частиц. Образование пузырьков пара в перегретой жидкости на ионах. Преимущество пузырьковой камеры перед камерой Вильсона. Метод толстослойных фотоэмульсий. Химические свойства и радиоактивность изотопов.
презентация [259,4 K], добавлен 28.03.2011Волны де Бройля, неопределенность Гейзенберга. Строение атомных ядер, радиоактивность. Полупроводники и диэлектрики. Изменении энергии нейтрона. Определение скорости распространения света в скипидаре. Предельный угол полного внутреннего отражения.
контрольная работа [114,4 K], добавлен 02.04.2015Анализ естественных и искусственных радиоактивных веществ. Методы анализа, основанные на взаимодействии излучения с веществами. Радиоиндикаторные методы анализа. Метод анализа, основанный на упругом рассеянии заряженных частиц, на поглощении P-частиц.
реферат [23,4 K], добавлен 10.03.2011Фундаментальные физические взаимодействия. Гравитация. Электромагнетизм. Слабое взаимодействие. Проблема единства физики. Классификация элементарных частиц. Характеристики субатомных частиц. Лептоны. Адроны. Частицы - переносчики взаимодействий.
дипломная работа [29,1 K], добавлен 05.02.2003История открытий в области строения атомного ядра. Модели атома до Бора. Открытие атомного ядра. Атом Бора. Расщепление ядра. Протонно-нейтронная модель ядра. Искусственная радиоактивность. Строение и важнейшие свойства атомных ядер.
реферат [24,6 K], добавлен 08.05.2003Изучение строения атомов и их ядер. Исследование постулатов Борна и выявление преимуществ и недостатков планетарной модели атома Резерфорда. Процесс деления тяжелых ядер и раскрытие понятия радиоактивности. Неуправляемая и управляемая цепная реакция.
контрольная работа [35,7 K], добавлен 26.09.2011Один из важнейших приборов для автоматического счёта элементарных частиц - счётчик Гейгера, основанный на принципе ударной ионизации. Конденсация перенасыщенного пара с образованием капелек воды в камере Вильсона. Метод толстослойных фотоэмульсий.
доклад [697,7 K], добавлен 28.05.2009Строение вещества, виды ядерных распадов: альфа-распад, бета-распад. Законы радиоактивности, взаимодействие ядерных излучений с веществом, биологическое воздействие ионизирующего излучения. Радиационный фон, количественные характеристики радиоактивности.
реферат [117,7 K], добавлен 02.04.2012Энергетическое разрешение полупроводникового детектора. Механизмы взаимодействия альфа-частиц с веществом. Моделирование прохождения элементарных частиц через вещество с использованием методов Монте–Карло. Потери энергии на фотоядерные взаимодействия.
курсовая работа [502,5 K], добавлен 07.12.2015Основные понятия, механизмы элементарных частиц, виды их физических взаимодействий (гравитационных, слабых, электромагнитных, ядерных). Частицы и античастицы. Классификация элементарных частиц: фотоны, лептоны, адроны (мезоны и барионы). Теория кварков.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.03.2014Сведения о радиоактивных излучениях. Взаимодействие альфа-, бета- и гамма-частиц с веществом. Строение атомного ядра. Понятие радиоактивного распада. Особенности взаимодействия нейтронов с веществом. Коэффициент качества для различных видов излучений.
реферат [377,6 K], добавлен 30.01.2010Изменение атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами. Механизм протекания ядерной реакции. Коэффициент размножения нейтронов. Масса урана, отражающая оболочка и содержание примесей. Замедлители нейтронов, ускорители элементарных частиц.
доклад [18,8 K], добавлен 20.09.2011
