Урок 465. Методы регистрации элементарных частиц (часть 1)

• Методы регистрации элементарных частиц включают альфа-, бета- и гамма-излучения, а также ионы и тяжелые ядра.  

• Домашнее задание: конспект по учебнику Мякишева и задачи по Рынкевичу.  

• Счетчики регистрируют единичные частицы, используя неустойчивое равновесие системы.  

• Микроскопическое воздействие вызывает лавинообразный процесс, который можно зарегистрировать приборами.  

• Сцинциляционные счетчики используют фотоэлектронный умножитель ФЭУ для усиления сигнала от вспышек.  

• ФЭУ состоит из стеклянной трубки с фотокатодом и динодами, на которые подается положительный потенциал.  

• Электроны, выбитые фотоном, ускоряются и вызывают лавину электронов, которая усиливается электронным усилителем.  

• Черенковские счетчики названы в честь советского физика Черенкова, который исследовал бета-излучение.  

• Эффект Вавилова-Черенкова объясняет свечение, возникающее при попадании релятивистских частиц в вещество.  

• Свечение распространяется под углом, зависящим от скорости частицы относительно скорости света в веществе.  

• Пример с сверхзвуковым самолетом иллюстрирует, как звук от движущегося объекта формирует конус Маха.  

• Конус Маха описывает направление распространения звука от фронта волны.  

• Угол раскрытия конуса Маха обозначается буквой альфа.  

• Угол альфа можно рассчитать, зная скорость самолета и время между его положениями.  

• Чем быстрее летит самолет, тем меньше угол альфа.  

• При преодолении звукового барьера звук идет перпендикулярно направлению движения самолета.  

• По мере разгона самолета звук раскрывается в конус.  

• Угол между направлением звука и направлением движения самолета обозначается буквой тета.  

• В черенковском счетчике релятивистские частицы испускают излучение под углом тета.  

• Это излучение можно зарегистрировать для определения скорости и энергии частиц.  

• Счетчик состоит из прозрачного цилиндра с преломляющей поверхностью и системой зеркал для фокусировки излучения.  

• Счетчик позволяет определять энергию частиц, включая протоны и электроны.  

• На космических станциях черенковские счетчики используются для изучения космического излучения.  

• Космонавты могут видеть вспышки, вызванные релятивистскими частицами, проходящими через стекловидное тело глаза.  

• Счетчик Гейгера представляет собой трубку с разреженным газом и металлической проволочкой.  

• При попадании ионизирующего излучения в трубку возникает электронно-ионная лавина, вызывающая электрический ток.  

• Этот ток можно зарегистрировать и использовать для подсчета частиц.  

• Ионизирующее излучение выбивает электроны из катода, создавая электронно-ионную лавину.  

• Лавина вызывает электрический ток, который можно зарегистрировать и подсчитать.  

• Счетчик Гейгера был изобретен Гансом Гейгером и используется для подсчета бета-частиц и гамма-лучей.  

• Высокостабилизированный источник тока, динамик и электрический счетчик.  

• Счетчик находится внутри трубочки.  

• Включаем счетчик и слышим отдельные щелчки.  

• Счетчик насчитал три импульса, что соответствует естественному радиоактивному фону.  

• За минуту должно быть от 12 до 15 импульсов.  

• Если счетчик насчитал больше, это означает более сильную радиацию.  

• Использование радиоактивной краски с циферблата светящихся часов.  

• Краска содержит альфа-активный препарат, который не вреден по уровню радиации.  

• Счетчик Гейгера регистрирует бета- и гамма-излучения.  

• Миниатюрный счетчик используется для измерения радиоактивного фона в экологических экспедициях.  

• Индикатор радиоактивности показывает уровень фона в микрозивертах в час.  

• Для корректных измерений нужно дождаться полного заполнения правого столбика.  

• Счетчик показывает уровень фона вблизи Южноукраинской АЭС.  

• Уровень фона составляет 20 сотых микрозивертов в час, что ниже нормы.  

• В 20 км от АЭС гранитная скала имеет фон 50 сотых микрозивертов, что в два раза выше естественного фона.