|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Люминесцентная камера | Люминесцентная камера (далее Л), сцинтилляционная камера, прибор для наблюдения и регистрации траектории (следов, треков) ионизирующих частиц, основанный на свойстве люминофоров (сцинтилляторов) светиться при прохождении через них быстрых заряженных частиц. Заряженная частица теряет в веществе энергию, ионизуя и возбуждая и молекулы, находящиеся вблизи ее траектории. В сцинтилляторах часть энергии, потерянная частицей, преобразуется в энергию световой вспышки, которую можно регистрировать с помощью фотоэлектронных умножителей, а в некоторых случаях - ощущать хорошо адаптированным глазом (см. Сцинтилляция, Люминесценция, Спинтарископ).
Длительность свечения следа определяется свойствами люминофора и составляет обычно от 10-4 до 10-7 сек в неорганических и до 10-9 сек в органических сцинтилляторах. С каждого см длины следа ионизирующей частицы даже в лучших сцинтилляторах испускается не более 105-107 световых квантов (фотонов). Поэтому след не может быть непосредственно сфотографирован.
Впервые Л была создана в 1952 советским физиком Е. К. Завойским с сотрудниками. Основными ее элементами являются: сцинтиллятор, в котором образуются следы ионизирующих частиц, и высокочувствительное электронно-оптическое устройство, позволяющее в достаточной степени усилить яркость изображения следов для их наблюдения неадаптированным глазом, а также для их фотографирования или телевизионной передачи (см. Электронно-оптический преобразователь).
Схема одного из вариантов Л, в которой сцинтиллятором служат или антрацена 1, а усилителем яркости изображения - многокаскадный электронно-оптический преобразователь (ЭОП), показана на рис. 1, а. Объектив 3 проектирует изображение следа 2 частицы в на фотокатод 4 многокаскадного электронно-оптического преобразователя. Изображение, усиленное ЭОП по яркости в 105-106 раз, появляется на выходном люминесцентном экране 5 преобразователя и может быть сфотографировано фотоаппаратом 6. На рис. 1, б показан другой вариант Л, где изображение следа, усиленное с помощью преобразователя, не фотографируется непосредственно, а сначала преобразуется с помощью передающей телевизионной трубки 7 в видеосигнал. В результате изображение может быть воспроизведено на экране телевизора 8, находящегося в удаленном помещении, записано с помощью 9 или введено для обработки в быстродействующую ЭВМ 10. Контрастность и яркость изображения могут регулироваться радиотехническими средствами. В некоторых Л применяется волоконная оптика: свет распространяется от следа до фотокатода электронно-оптического преобразователя за счет полного внутреннего отражения от стенок многочисленных тонких трубочек, наполненных жидким сцинтиллятором, или тонких нитей из сцинтиллирующей пластмассы 1, совокупность которых и составляет рабочий объем Л (рис. 1, в, г). Это дает выигрыш в эффективности собирания света в десятки или даже сотни раз по сравнению с использованием самых светосильных объективов. Однако при этом ухудшается пространственное разрешение и четкость изображения следов.
Следы ионизирующих частиц в Л (рис. 2) во многом аналогичны следам в толстослойных ядерных фотографических эмульсиях, Вильсона камере, диффузионной камере, искровой камере, пузырьковой камере (трековые Ширина светящихся следов a-частиц не превышает несколько мкм. Многочисленные разрывы объясняются квантовыми флуктуациями, заметно проявляющимися из-за малости полного числа фотонов, приходящих от следа на фотокатод преобразователя. Каждая светлая точка на фотографиях следов протонов (рис. 2, б) и релятивистских мезонов (рис. 2, а) образована одиночным световым квантом люминесценции, вырвавшим фотоэлектрон с фотокатода (рис. 1). Плотность таких точек на следах прямо пропорциональна величине потерь энергии частиц в веществе. Преимуществом Л перед другими трековыми является высокое временное разрешение, ограниченное только величиной времени высвечивания сцинтиллятора, так как объектив и электронно-оптический преобразователь принципиально могут обеспечить временное разрешение ~10-13-10-14 сек. Для отбора представляющих интерес ядерных явлений запуск Л производится от системы сцинтилляционных или других частиц, включенных в схемы совпадений или антисовпадений и позволяющих установить факт попадания в объем Л той или иной частицы, ее остановки, вылета и т.п. Это позволяет исследовать редкие и сложные явления, в которых важно знать взаимное расположение траекторий отдельных частиц.
Быстрые нейтроны регистрируются обычно по протонам отдачи, возникающим при столкновении нейтронов с входящими в состав сцинтиллятора, медленные нейтроны (тепловые) - по заряженным частицам, образующимся в результате ядерных реакций, возбуждаемых нейтронами. Л чувствительна также и к электромагнитному излучению: рентгеновские и g-kванты образуют в ее рабочем объеме электроны большой энергии, благодаря фотоэффекту, эффекту Комптона и образованию пар (см. Гамма- излучение).
Л может использоваться также как высокочувствительный и безынерционный в авторадиографии, дефектоскопии, рентгеноскопии.
Лит.: 3авойский Е. К. (и др.), Л, "ДАН СССР", 1955, т. 100, № 2, с. 241; их же, О люминесцентной камере, "Атомная энергия", 1956, № 4, с. 34; 3авойский Е. К. и Смолкни Г. Е., О межмолекулярном переносе энергии возбуждения в "ДАН СССР", 1956, т. 111, № 2, с. 328; Демидов Б. А., Фанченко С. Д., Наблюдение релятивистских заряженных частиц в люминесцентной камере, "Журнал экспериментальной и теоретической физики", 1960, т. 39, в. 1(7), с. 64; Принципы и методы регистрации элементарных частиц, под ред. Л. К. Л. Юан и Ву Цзян-сюн, перевод с английского, М., 1963.
С. Д. Фанченко.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 23.12.2024 00:00:37
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
