Альфа-Спектрометр

Альфа-Спектрометр в Энциклопедическом словаре:
Альфа-Спектрометр - прибор для измерения энергии (энергетического спектра)альфа-частиц.

Определение слова «Альфа-Спектрометр» по БСЭ:
Альфа-спектрометр - прибор для измерения энергии α-частиц, испускаемых радиоактивными ядрами (см. Альфа-распад). Принцип действия А.-с. основан либо на магнитном анализе α-частиц (магнитные А.-с.), либо на исследовании их ионизующего действия (ионизационные камеры).
Магнитный А.-с.- вакуумный прибор, в котором испускаемые каким-либо источником α-частицы проходят через магнитное поле, перпендикулярное направлению их движения, отклоняясь под действием этого поля на различные углы, в зависимости от того, какова величина их энергии.
Траектории заряженных частиц, движущихся в однородном поперечном магнитном поле, представляют собой окружности. Радиус окружности г, импульс частиц p и магнитная индукция В связаны между собой соотношением ср/е = Br, где c - скорость света, e - заряд α-частицы.
Зависимость r от импульса p позволяет производить анализ α-частиц по энергии, так как группы вылетевших из источника α-частиц, обладающих различной энергией, после прохождения через магнитное поле собираются (фокусируются) в разных местах коллектора (детектора). В качестве детекторов α-излучения в магнитных А.-с. обычно применяются фотопластинки.
Обработка результатов измерения производится путём счёта числа треков (следов α-частиц) под микроскопом.
На рис. 1 приведена схема движения α-частиц в магнитном А.-с.
Отличительная черта α-спектров - близкое расположение линий, часто сильно отличающихся по интенсивности. Так, при энергии α-частиц 5-6 Мэв линии α-спектра отстоят иногда друг от друга всего на 20-30 кэв, т. е. всего на 0,1-0,2% по импульсу, причём интенсивность одной из линий может в десятки и даже в сотни раз превосходить интенсивность соседней. Поэтому А.-с. должны обладать очень высокой разрешающей способностью (способностью разделять близкие линии спектра). С другой стороны, в α-спектрометрии приходится работать с очень тонкими источниками, так как слои толщиной ∼ 10 г/смІ уже заметно искажают форму α-линий.
Таким образом, А.-с. должны представлять собой приборы, приспособленные для исследования слабых активностей. Магнитные А.-с. обладают очень высоким разрешением и очень небольшой светосилой (величиной рабочего телесного угла, в котором расположены траектории α-частиц).
Они применяются для исследования ядер с периодом полураспада <105-106 лет.
На рис. 2 приведена схема одного из современных магнитных А.-с. (вертикальный разрез). Масса прибора 4,5 т, диаметр средней траектории α-частиц 1 м, светосила 2·10−4 от полного телесного угла 4
π, разрешение 7,5 кэв.
Ионизационные А.-с. при низкой разрешающей способности (25-30 кэв) имеют очень большую светосилу (близкую к 2π). С их помощью можно исследовать долгоживущие ядра и ядра новых элементов, даже если число этих ядер составляет всего несколько десятков. Ионизационный А.-с. обычно представляет собой импульсную ионизационную камеру, наполненную аргоном.
На А.-с. производится обычно не абсолютное измерение энергии α-частиц, а сравнение их энергии с энергией α-частиц, испускаемых веществом, спектр которого хорошо изучен (например, 210Ро, который испускает α-частицы с энергией ≈ 5,3 Мэв).
Измерение энергии а-частиц может производиться также по полному пробегу α-частиц по создаваемой ими полной ионизации и др.
Рис. 1. Схема движения α-частиц с различной энергией в магнитном α-спектрометре (магнитное поле перпендикулярно плоскости чертежа).

Рис. 2. Вертикальный разрез магнитного α-спектрометра (схема): 1 - сердечник; 2 и 3 - крышки; 4 и 5 - полюсные наконечники; 6 - катушка; 7 и 8 - латунные цилиндры, образующие стенки вакуумной камеры; 9 - вакуумная камера; 10 - источник; коллектор не попадает в разрез.

Альфа-распад    Альфа-Спектрометр    альфа-т. аппликационная