Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

  • Все предметы
  • 9 класс
  • Физика
  • Регистрация ядерных излучений. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Дозиметрия. Экологические проблемы ядерной энергетики

Конспект урока: Регистрация ядерных излучений. Влияние радиоактивных излучений на живые организмы. Дозиметрия. Экологические проблемы ядерной энергетики

Ядерная физика

Регистрация ядерных излучений

План урока

  • Счетчик Гейгера
  • Трековые детекторы. Камера Вильсона и пузырьковая камера

Цели урока

  • Знать, какие приборы используются для исследования ионизирующих излучений
  • Уметь объяснять принцип работы счетчика Гейгера, камеры Вильсона и пузырьковой камеры

Разминка

  • Какие приборы используются для исследования ионизирующих излучений?
  • Что такое счетчик Гейгера?
  • Что такое пузырьковая камера?

Счетчик Гейгера

 

Счетчики – это приборы для подсчета количества прошедших через них ионизирующих частиц.

Рис. 1. Счетчик Гейгера Рис. 1. Счетчик Гейгера

На рисунке 1 изображен пример такого счетчика – счетчик Гейгера. Такой прибор представляет собой стеклянную трубку, внутри которой находится разреженный газ. Внутри трубки расположены два электрода, подключенные к источнику напряжения. Катод представляет собой металлический цилиндр, а анод – тонкую проволоку, натянутую вдоль оси цилиндра. Анод подключен к положительному полюсу источника, а катод через резистор с большим сопротивлением – к отрицательному полюсу.
Пока газ в трубке разрежен, напряжение на резисторе равно нулю.

Заряженная частица, попадая в трубку, отрывает от атомов газа электроны, создавая положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле, образованное анодом и катодом, ускоряет электроны. В результате ток через счетчик резко возрастает, на резисторе образуется импульс напряжения, который регистрируется счетным устройством. Понятно, что счетчики подобного типа не дают информации о траектории движения частиц.

 

Трековые детекторы. Камера Вильсона и пузырьковая камера

 

Наблюдать траектории движения заряженных частиц позволяют так называемые трековые детекторы, например, камера Вильсона и пузырьковая камера.

Рис. 2. Камера Вильсона Рис. 2. Камера Вильсона

Камера Вильсона представляет собой герметичный сосуд, заполненный парами воды или спирта, близкими к состоянию насыщения (рис. 2). Давление пара регулируется с помощью поршня. Радиоактивный источник частиц может находится как внутри камеры (как показано на рис. 2), так и вне ее. В последнем случае частицы залетают в камеру через прозрачное для них окошко.

 

Из пара внутри камеры удалены центры конденсации – пылинки и другие частицы, поэтому пар в камере не превращается в жидкость. Полет заряженной частицы через камеру приводит к образованию ионов, которые становятся центрами конденсации. В результате вдоль траектории движения частицы образуются видимые капли жидкости.

Пузырьковая камера представляет собой трековый детектор заряженных частиц, в котором след частицы образован цепочкой пузырьков пара вдоль траектории ее движения. В пузырьковой камере используют так называемую перегретую жидкость - жидкость, температура которой больше ее температуры кипения. Такая жидкость не вскипает, потому что из нее удалены центры  парообразования.

 

Схема такого прибора показана на рисунке 3.

Рис. 3. Пузырьковая камера Рис. 3. Пузырьковая камера

Камера заполнена жидким водородом Н2 (или гелием), с помощью поршня П производится расширение объема камеры. Камера освещается источником света Л через стеклянные иллюминаторы И и конденсатор К. Свет, рассеянный пузырьками, фиксируется с помощью объективов О1 и О2 на фотопленках Ф1 и Ф2.

Плотность вещества в пузырьковой камере выше, чем в камере Вильсона, кроме этого, ее размеры могут быт намного больше – все это повышает вероятность обнаружения частиц в пузырьковой камере.

 

Для обнаружения свойств заряженных частиц трековые детекторы помещают в сильное магнитное поле. Формы полученных траекторий позволяют определить их импульсы и заряд.

 

Итоги

 

  • Для исследования ионизирующих излучений используются два типа приборов: счетчики и трековые детекторы;
  • Счетчики позволяют определить количество заряженных частиц, прошедших через прибор;
  • Трековые детекторы позволяют исследовать траектории движения частиц, по которым определяются их свойства.


Контрольные вопросы

 

1. Как устроен счетчик Гейгера? Для чего он применяется?

2. Для чего используются трековые детекторы?
3. Опишите принцип работы камеры Вильсона.


Предыдущий урок
Закон радиоактивного распада
Ядерная физика
Следующий урок
Альфа- и бета-распады. Правила смещения
Ядерная физика
  • Прямолинейное равномерное движение по плоскости. Перемещение при прямолинейном равномерном движении по плоскости. Скорость при прямолинейном равномерном движении по плоскости

    Физика

  • Appearance. Внешность

    Английский язык

  • Локальные и глобальные компьютерные сети

    Информатика

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке