Химические и калориметрические способы.

Эти методы в основном применяются в экспериментальной физике и меньше в дозиметрии. Их можно разделить на трековые и интегральные. К трековым относятся наблюдения с камерами Вильсона, диффузионной, пузырьковой, люминесцентной, а также фотоэмульсионной, радиодиффекционные и искровой способы. В них наблюдаются треки- траектории отдельных частиц.

К интегральным относятся наблюдения с детектором Черенкова, а также фотоэмульсионные, химические и калориметрические, в которых измеряются высокие интенсивности и дозы излучения.

8.1.Камера Вильсона

По плотности следа на фотографии судят о природе удельной ионизации энергии и массы частицы. Рядом с камерой обычно устанавливают счетчики Гейгера-Мюллера, сигналы которых о прилетевшей частице включают механизм расширения камеры, фотографирование частицы и подготовки камеры к регистрации новой частицы.

Время подготовки длится от n* сек (1л и Р = 0,1 МПа) до n * минут (100 л и Р=1 МПа)

8.2.Диффузионная камера.

Это стеклянный сосуд, заполненный газами при давлении n * 0,1 МПа. В верхней части камеры, где t (газа) = 20 ⁰С находится лоток со спиртом. Дно камеры с наружи охлаждается твердой углекислотой до t = -50 ÷ -70 ⁰С. Пары спирта, насыщенные вверху, опускаются вниз, пересыщаются, образуя чувствительный слой толщиной несколько см, а ниже превращается в жидкость. Заряженная частица, пролетая через чувствительный слой, образует в нем трек, который фотографируется. Через 3-5 секунд, когда капельки тумана осядут на дно камеры, она снова готова к работе.

8.3.Пузырьковая камера.

В этой камере наблюдают частицы очень высоких энергий (~ 1000 МэВ), как на выходе мощных ускорителей заряженных частиц. Их рабочей объем достигает 1000 л. Они заполняются жидкими газами (He H₂ и тд.), которые путем расширения доводят до перегретого состояния. Оно продолжается несколько м/сек. Если в этот промежуток времени пролетает заряженная частица, то пузырьки пара образуют след, который фотографируется.

Рабочая жидкость может служить мишенью для заряженных частиц.

8.4.Люминесцентная камера.

С помощью этих камер наблюдают следы заряженных частиц на телеэкране на любом расстоянии от источника излучения. Камера состоит из фосфора и электронно-оптического устройства. Заряженная частица оставляет в фосфоре слабосветящийся след. Интенсивность его усиливается в 10 ÷ 10⁶ раз, изображается на телеэкране и фотографируется. Тип фосфора, который применяется в камере, определяется типом наблюдаемых заряженных частиц.

8.5.Искровая камера.

Если на 2 плоских электрода подать высокое напряжение (n * 100кВ), то между ними под влиянием заряженной частицы возникает плотная смесь заряженных частиц (или ионов) – плазма. От нее к аноду и катоду распространяются стримеры – т.е. плазменные шнуры с «-« и «+» - знаков. За время 10^-9 ÷ 10^-10 сек они достигают электродов и соединяют их плазменным каналом (как лидер-молния).

По этому каналу развивается мощный Эл. Заряд в виде искры, которую можно сфотографировать и узнать, где пролетела частица. На этом принципе и основана работа искровой камеры.

Она состоит из нескольких искровых счетчиков, которые расставлены один над другим. И тогда путь частицы отличается серией одновременно-проскочивших искр.

Работа искровой камеры управляет двумя счетчиками Гейгера-Мюллера.

Если высокое напряжение подать на очень короткое время (10^-7 сек), за которое стример не дойдет до электрода, тогда свечение будет вызвано только стримером и будет зависит от типа частицы. Такая камера наз-ся стриммерной. Искровые камеры делают размерами многих квадратных метров и применяют для регистрации быстрых заряженных космических частиц.

8.6.Радиодиффекционный способ.

Заряженная частица пролетает через стекло не только ионизирует встречные атомы, но и расталкивает их в сторону, образуя полоску поврежденного стекла. Она распознается по матовой поверхности стекла после его обработки в HF. По степени помутнения можно определить число попавших на стекло частиц. Таким способом можно регистрировать частицы в разнообразных условиях. По природным минералам можно судить о следах их облучения, которые произошли сотни миллионов лет назад.