Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Измерение неизмеримого" -> 34

Измерение неизмеримого - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. Измерение неизмеримого — M.: Энергоатомиздат, 1986. — 208 c.
Скачать (прямая ссылка): izmerenieneizmerimogo1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 76 >> Следующая

92
вой любой фотоэмульсии. Для регистрации ядер отдачи можно использовать ионизационные камеры и пропорциональные счетчики, наполненные легкими газами, а также сцинтилля-ционные счетчики с пластмассовыми или жидкими органическими сцинтилляторами, так как в состав всех этих веществ входит водород.
При ядерных реакциях, вызываемых нейтронами, ионизацию производят возникающие заряженные частицы и разлетающиеся с большими скоростями вновь образуемые ядра. Для того чтобы даже самые медленные нейтроны могли вызвать ядерную реакцию, она должна сопровождаться выделением энергии. Таких реакций известно очень много; наиболее часто используются реакции
3He+ /і -> р+ 3H (0,76 МэВ); 6Li+ /і -*а + 3Н (4,79МэВ); 10B + /! - а+ 7Li (2,79МэВ),
а также некоторые другие (цифры в скобках показывают, какое количество энергии выделяется в той или иной ядерной реакции).
Использовать ядерные реакции можно многими способами. Например, можно сделать ионизационную камеру или пропорциональный счетчик и наполнить их гелием-3 или газообразным соединением бора - BF3. При облучении нейтронами такого детектора будут происходить ядерные реакции и их продукты — например, ядра лития и гелия (а-частицы) в счетчике с BF3 — будут ионизовать газ и вызывать появление в цепи счетчика электрических импульсов. Литий нельзя использовать в виде газа, но зато на электроды счетчика можно нанести слой какого-нибудь твердого соединения лития (иногда такие же покрытия делают из бора, урана и других элементов). В этом случае продукты ядерной реакции будут вылетать из твердого слоя в газ и создавать электрические импульсы. Литий можно использовать и в сцинтилляционных счетчиках в виде кристаллов LiI, а также в виде тонких слоев, нанесенных на поверхность полупроводниковых детекторов.
Многие нерадиоактивные вещества после облучения нейтронами становятся радиоактивными. Так, при попадании нейтрона в ядро единственного существующего в природе изотопа марганца 55Mn образуется ядро радиоактивного изотопа 56Mn, распадающегося с испусканием ?-частиц и 7-квантов. Аналогичные реакции происходят при облучении нейтронами серебра,
93
меди, кобальта, иода и почти всех остальных элементов. Это открывает еще один путь регистрации нейтронов. В той точке, где надо измерить число нейтронов, помещают небольшой кусочек серебряной фольги либо ампулу с солью марганца или с каким-нибудь другим веществом и, выждав некоторое время, подносят облученный нейтронами образец к бета- или гамма-счетчику. Активность образца будет тем больше, чем интенсивнее был поток нейтронов во время облучения, поэтому по скорости счета можно судить о числе нейтронов в интересующем нас месте.
ЕЩЕ РАЗ О ЗНАЧЕНИИ СЛОВА"НАБЛЮДЕНИЕ"
Рассмотрев работу большого числа экспериментальных приборов, служащих для регистрации различных видов излучения, можно отметить следующее.
1. Физики научились замечать, регистрировать частицы и даже видеть их следы, несмотря на то что энергии таких частиц гораздо меньше порога непосредственного восприятия органов человеческих чувств. В самом деле, если комар массой 1 мг упадет на нашу ладонь с высоты 1 см, то совершится работа примерно
10"7 Дж. Вряд ли мы что-либо при этом почувствуем. В то же время а-частицы имеют обычно энергии от 4 до 7 МэВ, т. е. от 6 • 10"13 до 10"12 Дж, что в сотни тысяч раз меньше энергии, которая выделилась бы при падении комара на ладонь. Но дело даже не в малости энергии. В космических лучах, например, встречаются частицы энергией около 1019 эВ, т. е. порядка 1 Дж. В других случаях такое выделение энергии уже можно заметить, ведь она соответствует энергии, выделяющейся, при падении гирьки массой 100 г с высоты 1 м. Однако если даже такая частица упадет на ладонь человека, то она пронижет ладонь насквозь и человек опять ничего не заметит, так как из-за громадной проникающей способности таких частиц энергия, оставляемая ими на 1 см пути, ничтожно мала. В приборах же всегда используются вторичные эффекты, как бы увеличивающие масштабы явления. Например, одна заряженная частица в ионизационной камере создает сотни тысяч пар других заряженных частиц (ионов) или в фотопластинке — несколько тысяч зерен серебра, а как те, так и другие уже доступны непосредственному наблюдению. Таким образом, людям помогла сама природа - нужно было только найти подходящие процессы и научиться их использовать. Но на это "только" пришлось
94
затратить десятки лет напряженной работы многих научных коллективов, возглавлявшихся выдающимися учеными нашего времени.
2. Рассматривая действие каждого прибора, можно убедиться в справедливости утверждения, высказанного в начале главы: наблюдение заключается в регистрации органами чувств результата взаимодействия, интересующего нас объекта с внешней средой, причем в отличие от мира привычных нам масштабов в мире атомов такое взаимодействие никогда не проходит бесследно для самого изучаемого объекта. Если мы получили импульс от ионизационной камеры, то это означает, что какая-то частица растратила в камере всю свою энергию (или по крайней мере значительную ее долю). Таким образом, в тот момент, когда мы об этом узнали, энергия частицы была уже совсем не такой, как при попадании ее в камеру. Зарегистрировав с помощью ядерной реакции нейтрон, мы должны помнить, что этот нейтрон уже не существует в свободном состоянии, так как он вошел в состав вновь образовавшегося ядра. То же относится и к любым другим методам регистрации микрочастиц, тогда как наблюдая самолет невооруженным глазом или даже с помощью прожектора или радиолокатора, мы практически никак не влияем на его полет. Об этом необходимо помнить при анализе результатов любых экспериментов из области атомных или ядерных явлений.
Предыдущая << 1 .. 28 29 30 31 32 33 < 34 > 35 36 37 38 39 40 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed