Yadro nurlanishi detektorlari

Yadro nurlanishi detektorlari — yadro nurlanishlarini kuzatish va qayd qilish uchun moʻljallangan asboblar. Ularga ssintillyatsiyaviy va ionizatsiyaviy hisoblagichlar, Vilson kamerasi, pufak kamera, yarimoʻtkazgich detektorlar, qalin qatlami fotoemultsiya va boshqalar kiradi.

Gaz razyadli hisoblagich qurilma - Geyger hisoblagichi (Geiger sensor) 1908-yilda Gans Geyger tomonidan ishlab chiqilgan va 1929-yilda Valter Myuller tomonidan takomillashtirilgan, shu sababli, Geyger-Myuller hisoblagichi deb nomlanadi. Bunda hisoblagich elektrodlariga 300 - 400dan 1500 - 2000 Vgacha yuqori kuchlanish beriladi. Ionlashtiruvchi nurlanish zarrachalari gaz orqali o‘tgan holatda hosil bo‘lgan erkin elektronlar anodga tomon harakatlanadi va natijada ikkilamchi ionizatsiya jarayoni yuzaga keladi. Qo‘zg‘algan holatdagi atomlar statsionar holatga qaytishda esa - fotonlar ajralib chiqadi

Gaz zaryadli Geyger hisoblagichi- ~100 - 200 mm. simob ustuni bosimida gaz bilan to ‘ldirilgan shisha quvurdan tashkil topgan bo‘lib, ingichka o ‘tkazgich ko‘rinishidagi anod va quvur devoriga o ‘rnatilgan, silindr shaklidagi katodga ega bo‘lib, bir necha 100 V kuchlanish beriladi. Zaryadlangan zarrachalar quvurga tushgan holatda gaz ionlanishi yuzaga keladi va hosil bo‘lgan erkin elektronlar anodga tomon yo‘nalishda harakatlanadi, natijada gaz muhitining ikkilamchi ionizatsiyasi yuzaga keladi, o ‘z navbatida elektr impulsi hosil bo‘lishi qayd qilinadi. 

Cherenkov hisoblagichi — Vavilov—Cherenkov hisoblagich qurilmasi 1951-yilda ishlab chiqilgan bo‘lib, muhit tarkibida у - nurlanish, a — nurlanish yoki p - nurlanishni qayd qilishda foydalaniladi. 

«Vilson kamerasi». Vilson kamerasi nam holatdagi havo bilan to‘ldirilgan bo‘lib, harakatlanuvchi porshen moslamasi yordamida bosim qiymati o‘zgartiriladi. Porshen tezlik bilan harakatlantirilishi natijasida nam holatdagi havo muhitida to‘yinish holati yuzaga keladi va kamera orqali o‘tuvchi zaryadlangan zarrachalar havoni ionizatsiya holatiga keltiradi, o‘z navbatida hosil bo‘lgan ionlar bug‘shaklida kondensatlanadi. Kamera yon tomonidan yorug‘lik nuri tushirilganda harakatlanuvchi zaryadli zarrachalaming nurlanuvchi izi (trek) ko‘zga tashlanadi.

«Vilson kamerasi»ning ishlash printsipi. Agar, suv bug‘ining parsial bosim qiymati uning ushbu haroratda to ‘yinish bosimi qiymatidan yuqori bo‘lsa, u holda tuman hosil bo‘ladi. M e’yoridan ortiq to‘yinish ko‘rsatkichi - S - bu parsial bosim qiymatining berilgan haroratda to‘yinish bosimi qiymatiga nisbatini ifodalaydi. Agar havo tarkibida begona zarrachalar mavjud bo’lmasa, u holda S ~ 1 0 qiymatda bug‘ kondensatsiyalanishi qayd qilinadi. Agar havo tarkibida begona zarrachalar mavjud bo‘lsa, u holda bug' kondensatsiyalanishi sharoitida S kichikroq qiymatda boiishi qayd qilinadi. Radiatsion nurlanish oqim i tarkibida zarrachalar m uhit tarkibidagi gaz m olekulalarini ionizatsiyalash xossasiga ega hisoblanadi. Bu zarrachalam ing « Vilson kamerasi»dan o ‘tishi davomida tuman tarkibida suv molekulalarini itarishi va o ‘z navbatida, suv tomchilaridan iborat iz qoldirishi kuzatiladi. 1923-yilda P.L.Kapitsa tom onidan «Vilson kamerasi»m magnit maydoniga joylashtirish asosida, kamera orqali o ‘tuvchi zaryadlangan zarrachalam ing magnit maydoni ta’sirida og‘ish burchagini aniqlash va o‘z navbatida, zarrachalaming energiyasi qiymatini hisoblash usuli ishlab chiqilgan.

Ssintillyatsion detektorlar (ssintillyator) - bu ionlashtiruvchi nurlanish ta'sirida ~800 - 6000 A spektr diapazonida, qisqa vaqt (г = Ю 7-10 9sekund) davomida chaqnash hodisasini (lotin tilida scintillatio - miltillash, chaqnash degan ma’noni anglatadi), yuzaga keltiruvchi kimyoviy moddalar hisoblanadi. Bunda yuzaga keluvchi flyuoressensiya hodisasi ionlashtiruvchi zarrachalar oqimining modda tomonidan yutilishi va atomning qo‘zg‘algan holatga o‘tishi nalijasida у - lotonlar oqimi hosil bo‘lishi hisobiga amalga oshadi. Ikinda yorugiik chaqnashi energiyasi va uni yuzaga keltiruvchi ionlashtiruvchi zarracha energiyasining o‘zaro nisbati - ssintillyator sam aradorligi ko‘rsatkichi bilan ifodalanadi. Ssintillyatsion detektorlar fizik xossalariga ko‘ra, qattiq, suyuq va gazsimon holatda bo‘lishi qayd qilinadi. Hozirgi vaqtda antratsen, trans-stilben (1,2— difenil-etileri), naftalin ( C10 / / s ), tolan (difenilatsetilen), fluoren, antratsen (С |4Я |0 ), R-terfenil, NaI(Tl), Kl(Tl), Csl, NaCl(AgCl), ZnS(Ag), kabi ssintillyatordan foydalaniladi. Ssintillyatorlar to'rini tanlash bevosita aniqlanuvchi ionlashtiruvchi nurlanish turiga bog‘- liq hisoblanadi. Jumladan, ionlashtiruvchi zarrachalaming yutilish energiyasi qanchalik yuqori qiymatga ega b o isa, mos ravishda ssintillyator samaradorligi ko‘rsatkichi ham yuqori qiymatga ega bo'lishi kuzatiladi. Masalan, stsintillyator sifatida N al kristalidan foydalanilgan holatda, ssintillyator samaradorligi ko‘rsatkichi qiymati 20 - 40 foizni tashkil qiladi.

Yadro nurlanishlari modda orqali oʻtganda ular qoldiradigan iz (trek) laridan foydalanib ularni oʻrganish mumkin. Xususan, Vilson kamerasi, pufak kamera va fotoemulsiyaning qalin qatlamidan nurlanish zarralari oʻtganda shunday izlar kuzatiladi. Izlarning qandayligi — uzun yoki qisqaligi, yoʻgʻon yoki ingichkaligi, magnit maydonida ogʻishi va h.k. zarra zaryadining ishorasini, energiyasi, impulsi va boshqalar fizik kattaliklarni baholashga imkon beradi.

Zaryadli zarralar oʻz yoʻlida uchragan molekulalarni ionlashtiradi. Ionizatsiyaviy hisoblagichlarda gaz bilan toʻldirilgan hajmga uchib kirgan zaryadli zarra gaz molekulalari bilan toʻqnashib, ion va elektronlardan iborat iz qoldiradi — zanjirda tok hosil boʻladi. Tokning kattaligidan kamera hajmidan oʻtayotgan zarralar haqida fikr yuritish mumkin.

Ssintillyatsiyaviy hisoblapLlarda lyuminessensiyalanuvchi sirtga tushuvchi zarralar taʼsirida yorugʻlik chaqnashlari (ssintillyatorlar) vujudga keladi, moddadan fotonlar chiqadi. Bunday yorugʻlik chaqnashlarini fotokoʻpaytirgich qayd qiladi.

Neytral zarralar iz qoldirmaydi, lekin ular yemirilib zaryadli zarralar hosil qilish paytida yoki biror yadro bilan toʻqnashish paytida seziladi. Demak, neytral zarralar ham oʻzlari hosil qilgan zaryadli zarralarning ionlashtirish taʼsiri orqali qayd qilinadi.

Yadro tajribalari impuls kuchaytirgichlar, mos tushish sxemalari, vaqtincha toʻxtatib turish sxemalariga ulangan detektorlar yordamida amalga oshiriladi.