ЯДРОЛЫҚ ФИЗИКАНЫҢ ЭКСПЕРИМЕНТАЛДЫҚ ӘДІСТЕРІ

§7.1 Визуалды əдіс (Тікелей бақылау əдісі)

Эксперименттің мақсаттары мен оны жүргізетін

~ 246 ~

жағдайларына қарай, негізгі сипаттамалары жөнінен бір-бірінен айырмашылығы бар, əртүрлі тіркегіш құрылғылар қолданылады. Осы қарапайым бөлшектерді тіркеуге арналған құралдардың жұмыс істеу принциптеріне тоқталайық.

Оптикалық əдістердің ішіндегі ең қарапайымы сцинтил-ляциялық əдіс болып табылады. Затқа жоғары энергиялы бөлшек келіп соқтығысқанда, осы соққы нəтижесінде заттан сəуле шығаратын қабілет (люминесценция), яғни жарық əсерінен сцинтилляциялық көрініс пайда болады. Мұндай көрініс беретін затқа цинкті күкірт жатады. Мысалы: жылдам қозғалған альфа бөлшегі келіп соқтығысқанда, одан жарық еткен интенсивтігі өте жоғары жарық сəулесі пайда болады, оны жай көзбен көруге де болады. Осындай ізденісте цинкті күкіртпен қапталған экран бетінен жылдам бөлшектер ағынынан, сол бөлшектер санын есептеп табуға болады. Сцинтилляция əдісін бірінші болып Регенер қолданды. Одан соң Крукс спинтарископ құралын жасап, оның жəрдемімен альфа бөлшегінің фосфор бетіне соқтығысуын зерттеу нəтижесінде сцинтилляция əдісін жетілдірді.

7.1-сурет

Құрылғының (7.1-суретке сəйкес) С табанының үстіне L люминофоры (цинкті күкірт немесе виллемит) бар Д пластинка қойылған. Люминофор В түтікке бекітілген О лупасы арқылы көре аламыз. Лупаны фокустау үшін В түтігі, А түтік ішіне орнатылған. Люминофор S – ине ұшына аздап радий жағылған препарат арқылы сəулеленеді. Осындай қарапайым сапалы құрал бақылауларға қолданылады. Сцинтилляция əдісі бойынша альфа бөлшегінің шашырауын бақылау үшін Резерфорд, Гейгер жəне Марсдендер де осы құралды пайдаланған болатын. Осы құрал

~ 247 ~

жəрдемімен элементтердің жасанды жіктелуі де ашылды. Бұл əдіс қазіргі таңда қолданылмайды, өйткені бөлшектерді есептеу (санау) үшін бұдан да жетілген жаңа есептегіштер жасалды.

§7.2 Сцинтилляциялық санауыш (тіркегіш)

Сцинтилляциялық санауышта оптикалық сəулеленуден басқа сезімталдығы өте жоғары фотоэлектронды көбейткіш қолданылады. Бұл көбейткіште жылдам электрондар металл бетіне соқтығысып, одан көп мөлшердегі электрондарды бөліп шығаруға негізделген. Бөлінген электрондар электр өрісінде үдетіліп келесі электродқа қарай бағытталады, одан соң сол электродтардың əрқайсысы тағы да бірнеше электрондарды бөліп шығарадыда электр өрісі арқылы үдетіліп олар келесі электродқа қарай бағытталады.

7.2-суретке сəйкес жарық фотогатодқа (фк) түсіп, одан электрон бөлініп шығады да, ол көбейткіштің жылдамдатқыш электродына қарай бағытталады.

7.2-сурет Көбейткіштің 1,2,3,4 электродтары динодтар деп аталады.

Бұл динотронды эффект деген сөзден шыққан (яғни, электронмен атқылау нəтижесінде екінші ретті электрондардың шығуы). Əрбір парланған динодтар 1,2,3,4 арасына 100-200 В потенциалдар айырымын тудырып бөлініп шыққан электрондар жылдамдатылады. Фотогадоттан бөлінген бір электрон электр өрісі əсерінен үдетіліп бірінші динодқа соқтығысып, одан бірнеше электрондарды бөліп шығарады, динодтан бөлінген электрондар келесі динодқа осындай үлкен үдеумен келіп

~ 248 ~

соқтығысып екінші динодтан, одан да көп электрондар бөлініп шығады. Осылайша соңғы динодтан коллекторға (К) өте көп электрондар көшкіні беріліп, фотокөбейткіштің сыртқы тізбегіне үлкен ток импульсін береді, оны қосымша электрондық аппараттар көмегімен жеңіл тіркеуге болады.

Бұл есептегіштің басқа түріне кристалдық санауыш жатады. Бұлардың сцинтилляторында жылдам бөлшектер жарық шығармайды, тек кристалл атомынан үлкен мөлшерде электрондар бөлініп шығады. Сондықтан да кристалға келіп соққан жылдам бөлшектер əсерінен тізбекте ток импульсі пайда болады да, одан соң ол үдетіледі де, сцинтилляциялық санауыш сияқты электрондарды тіркейді.

Сцинтилляциялық санауыштың ажырату қабілеті өте жоғары. Олар сцинтиллятор арқылы өткен бөлшектердің бір-бірінен уақыт айырмашылығы қандай болатындығын, яғни 10^–8 секунтқа дейінгіні ажырата алатындығын байқаймыз.