Измерение излучений высокой энергии

При измерениях интенсивности излучения высокой энергии стенки из воздухоэквивалентных веществ наперстковых камер должны быть толще, чтобы всегда сохранялось электронное равновесие (табл. 4.1). Однако с увеличением толщины стенок излучение ослабляется, поэтому необходимо делать определенные поправки, чтобы получить значение экспозиционной дозы в воздухе. Для энергий в несколько мегаэлектронвольт коррекцию можно выполнить следующим образом. Наблюдаемые значения ионизации откладываются на графике относительно толщины поглотителя, окружающего наперстковую камеру. Затем производится экстраполяция кривой к нулевой толщине воздушного эквивалента. [c.78]

При измерении излучения (дозиметрии излучения высокой энергии или, что то же, ионизирующих видов радиаций) имеют дело с количественным измерением и определением поглощенной энергии в газообразных, жидких или твердых системах, подвергнутых воздействию ионизирующего излучения какого-либо вида . Каждое излучение характеризуется энергией, размерность которой аналогична размерности работы. Так как энергия, теряемая излучением при прохождении через данную систему, как-то сказывается на ее свойствах, то всегда можно перейти от одной системы к другой, например от измерительной к той, в которой происходят радиационнохимические реакции. [c.46]

Измерение излучений высокой энергии 39 [c.39]

ИЗМЕРЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИИ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ [c.39]

В определенном отношении -резонансная спектроскопия — совершенно уникальный спектроскопический метод исследования, так как в нем исиользуются источники высоких энергий для обнаружения очень малых изменений энергии. Вероятно, эта особенность метода обусловливает весьма малую ширину линий благодаря сравнительно большому времени жизни возбужденного ядерного состояния. Конечно, в этом методе остаются проблемы, связанные с разрешением в спектрах, однако основной трудностью является очень низкая плотность фотонного излучения источника и связанные с этим проблемы детектирования сигналов. Преодоление указанных трудностей требует статистической обработки результатов измерений. Таким образом, общей проблемой для всех методов, использующих излучение высокой энергии, является разрешение спектра, которое требуется для отнесения спектральных переходов и установления связи между спектрами и параметрами, характеризующими геометрическое и электронное строение молекул. [c.398]

Один из основных выводов, который можно извлечь из общего обзора, данного в первой части этой главы, заключается в том, что следует ожидать индуцирования очень быстрых химических реакций в ароматических жидкостях при действии излучения высокой энергии. Теперь возникает вопрос, какими технически осуществимыми измерениями можно получить сведения об этих радиолитических системах. В соответствии с простыми реакционными схемами [c.82]

Хорошо известно, что излучение высокой энергии, например 7-лучи, ионизирует молекулы, давая положительные ион-радикалы и свободные злектроны. Теоретический анализ позволяет считать [38], что электрон не может освободиться от родительского иона даже в таком растворителе с высокой диэлектрической проницаемостью, как вода. Однако работы по импульсному радиолизу (гл. VI, разд. 15) и измерения проводимости органических жидкостей под действием облучения [39] позволяют сделать вьшод, что комптоновские электроны отдачи способны уйти от родительского иона на довольно большие расстояния даже в среде с низкой диэлектрической проницаемостью. Следовательно, при облучении могут образовываться свободные ионы, которые индуцируют ионную полимеризацию на свободных ионах, если подобрать соответствующий мономер. В этих реакциях противоион не выбирается заранее, как в обычной ионной полимеризации, он образуется непосредственно при облучении или в результате вторичных реакций, а его столкновение с растущей цепью, вероятно, всегда приводит к гибели цепи [13]. Поэтому следует ожидать, что скорость такой ионной полимеризации имеет порядок Уг по интенсивности облучения. [c.628]

Принцип действия нейтронных сцинтилляционных счётчиков основан на регистрации сцинтилляций, возникающих в борсодержащей жидкости в результате возбуждения си-частицей и ядром Иногда также используются сцинтилляционные счётчики, в которых медленные нейтроны определяются путём регистрации с помощью NaJ(Tl) мгновенного 7-излучения с энергией 0,478 МэВ, являющегося следствием взаимодействия нейтронов с В по схеме (п,7). В обоих случаях время высвечивания (сцинтилляции) примерно в 100 раз меньше времени разряда в ионизационных счётчиках, что при отсутствии 7-излучения обеспечивает сцинтилляционным счётчикам определённые преимущества по сравнению с газовыми ионизационными. В [2] отмечалось, что это обстоятельство может быть использовано при измерении энергии нейтронов по времени их пролёта, когда необходима высокая разрешающая способность нейтронных счётчиков. Там же указывалось на целесообразность [c.201]

Для фиксации радиоактивного излучения и измерения его интенсивности пользуются счетчиками Гейгера—Мюллера различной конструкции. Обычно это алюминиевая трубка, внутри которой находится специальная газовая смесь и по центру натянута вольфрамовая нить. К вольфрамовой нити и алюминиевой оболочке счетчика приложена разность потенциалов порядка 2000 В. Когда радиоактивная частица попадает (через тонкую алюминиевую оболочку) внутрь счетчика, она, обладая высокой энергией, ионизирует газ, заполняющий счетчик, как говорят, вызывает ионную лавину . [c.216]

Методы фотоионизации довольно слабо использовались для идентификации промежуточных продуктов, однако с появлением лазеров в ионизационных измерениях их диапазон существенно расширился. Основная идея заключается в том, что пучком фотонов с одинаковой энергией можно ионизовать промежуточный продукт реакции (например, СНз), не вызывая ионизации и фрагментации вещества-предшественника (например, СН4), или ионизовать молекулы вещества в высоком возбужденном состоянии, не затрагивая молекулы в более низких состояниях. При этом достигается высокая чувствительность, так как ионы образуются лишь тогда, когда есть промежуточный продукт, для идентификации ионов по массе можно использовать масс-спектрометры. Многоквантовая ионизация и резонансно-усиленная многоквантовая ионизация (см. разд. 3.9) обеспечивают ионизацию различных веществ без использования источников вакуумного УФ-излучения. Под действием лазерного излучения высокой интенсивности можно получить очень высокие квантовые выходы ионизации. [c.198]

Важнейшие области применения. Таллий и его соединения находят все возрастающее применение в различных отраслях науки и техники [185]. Одна из наиболее важных областей применения — инфракрасная техника. Кристаллы твердых растворов (рис. 83) бромида и иодида таллия (КРС-5), бромида и хлорида таллия (КРС-6) прозрачны для широкого диапазона инфракрасных лучей. Поэтому из таких монокристаллов изготавливают окна, линзы и призмы для различных оптических приборов. Монокристаллы хлорида таллия (I) используют при изготовлении счетчиков Черенкова, применяющихся для регистрации и исследования частиц высоких энергий. Кристаллы галогенидов щелочных металлов, активированные добавками бромида или иодида таллия, являются кристаллофосфорами и применяются, в частности, в сцинтилляционных счетчиках для обнаружения и измерения радиоактивного излучения. [c.337]

Легкость возбуждения отдельных электронов или системы электронов в органической молекуле зависит от прочности связей или соответственно от поляризуемости молекулы. а-Электроны возбуждаются лишь при относительно высоких энергиях. Так, например, связи С — С и С — Н поглощают излучение с длиной волны примерно 125—140 м 1 и не могут быть обнаружены при помощи обычных ультрафиолетовых (УФ)-спектрофотометров, позволяющих проводить измерения лишь от 200—220 м 1. Насыщенные углеводороды могут быть поэтому вполне приемлемыми растворителями для УФ-спектроскопии. [c.95]

При измерении более высокой температуры применяют пирометры излучения, действие которых основано на определении лучистой энергии, испускаемой нагретым телом. [c.532]

Спектры ядерного магнитного резонанса (высокого разрешения). Ядра элементов, имеющие магнитный момент ( Н, С, и др.), поглощают в магнитном поле радиочастотное излучение. Поглощаемая энергия расходуется на изменение ориентации спинов ядер в магнитном поле. Магнитно симметричные ядра ( С, Ю, и т. д.) в этих условиях энергию радиочастотного излучения не поглощают Различные по химическому окружению ядра Н или других атомов поглощают энергию в несколько отличающемся по напряжению поле или, при постоянном напряжении, несколько отличающиеся по частоте радиочастотные колебания. В результате измерения поглощаемой энергии с разверткой по напряжению поля или по частоте получается спектр ЯМР вещества, в котором магнитно несимметричные ядра характеризуются определенными сигналами — химическими сдвигами . Химические [c.20]

Если вместо сравнительно грубых р-измерений провести спектрометрию образца, то обнарун<атся некоторые изменения в величинах чувствительности, вызванные наличием изотопов, которые имеют очень небольшой выход "у-лу-чей в дополнение к р-лучам высокой энергии. Однако, вообще говоря, можно провести сравнение одного и того же типа и показать, что определенные изотопы, например с Г=24 сек, с Г=19 сек, S " с J=19,5 сек и V с Т=3,8 мин обладают такими ядерными свойствами, в частности характеристическим излучением и периодом полураспада, благодаря которым они могут быть определены с чувствительностью, в 10 или 100 раз превышающей чувствительность большинства других изотопов. Оказывается, что по своей исключительно высокой чувствительности особенно выделяется [c.155]

Отношение числа зарегистрированных импульсов к числу у-квантов, попавших в счетчик, называется чувствительностью (эффективностью) счетчика к у-излучению. По всей вероятности преобладает один из трех указанных выше процессов, который в основном и определяет общую чувствительность е какой из этих процессов будет в основном осуществляться, зависит от вещества стенок счетчика и еще более от энергии у-излучения. На рис. 33 приведены зависимости г от энергии у-излучения Еу для висмута, алюминия и латуни. Эффект образования пар увеличивается пропорционально 2 , а фотоэффект — пропорционально поэтому понятно, что е для висмута имеет более высокое значение. Для измерения у-излучения малых энергий [c.56]

Введение [1—5]. В космосе существует излучение (ранее называвшееся лучами из мирового пространства), которое частично достигает земной поверхности. Космическое излучение регистрируется нашей радиофизической измерительной аппаратурой, внося, таким образом, помехи во все измерения радиоактивности, поэтому необходимо ближе ознакомиться с этим видом лучей. Почти при всех радиометрических измерениях приходится сталкиваться с так называемым фоном, возникающим в отсутствие радиоактивных элементов. Этот фон, который в больших счетчиках может достигать величины нескольких сотен импульсов в минуту, возникает главным образом в результате действия космических лучей. Фон не удается подавить полностью, даже прибегая к защите при помощи толстых бетонных и свинцовых стен. Отсюда видно, что какая-то часть космических лучей обладает чрезвычайно высокой энергией. [c.200]

При измерении излучения с низкой или, наоборот, с очень высокой энергией фотонов (ниже примерно 30 кэв и выше 3 Мзв) возникают весьма значительные трудности технического характера. Для фотонов с низкой энергией нелегко найти мате- [c.111]

В случае излучения с очень высокой энергией фотонов дозиметрические измерения также усложняются. Первичные электроны, возникающие в результате фотоэффекта, комптон-эффекта и процесса образования пар, имеют в этом случае весьма значительные длины пробегов даже в твердом веществе. Кроме того, что весьма существенно, образующиеся в результате всех элементарных процессов ослабления излучения электроны уносят в направлении движения первичных фотонов (т. е. в направлении вперед) с ростом Еу все большую часть энергии. Поэтому, если фотонами облучается, например, толстая плоскопараллельная пластинка, то число актов взаимодействия и связанное с ним число первичных электронов N вначале с увеличением толщины пластины возрастают. Одновременно первичные электроны, перемещающиеся в том же самом направлении, что и фотонное излучение, сами поглощаются в веществе пластины пропорционально их количеству N. При этом их число изменяется с увеличением толщины пластины с1х приближенно согласно выражению [c.113]

Стандартные воздушные камеры применяются для измерения рентгеновского излучения с энергией от 10 до 300 кэв. Для более высоких энергий нужно работать с очень большими камерами, 76 [c.76]

Действие -частиц радиоактивных элементов и искусственно ускоренных электронов в общих чертах аналогично действию электромагнитного излучения высокой энергии. Колеман и Бом [69] измеряли сопротивление пленок полистирола, подвергнутых р-облучению со стороны слоя, содержащего Когда к полистиролу было приложено напряжение 1500 в, в течение нескольких минут наблюдалось падение сопротивления до минимума, равного 2- 10 ом см. Это значение удерживалось без изменения в течение нескольких часов, после чего сопротивление вновь начинало возрастать. Возрастание шло пропорционально квадратному корню из времени при продолжающемся постоянном 6-облучении. По-видимому, первоначально созданные свободные электроны начали захватываться ловушками, образованными под действием облучения. Фенг и Кеннеди [70] изучали изменение проводимости полистирола, полиэтилена и политетрафторэтилена под действием -излучения от источника 5г9о—уз°. Они преодолели трудность измерения наведенного тока в присутствии р-тока (который мог по величине превосходить его), измеряя предельный потенциал, получившийся за счет прохождения -частиц. При измерении в вакууме наблюдались напряжения до 88 кв. Были выведены соотношения для вычисления ожидаемых напряжений, исходя из предположения, что проводимость диэлектрика пропорциональна концентрации ионов, созданных излучением, и что эти ионы исчезают только путем бимолекулярной рекомбинации. Это предположение основывается на наблюдении, что в принятых условиях проводимость [c.81]

ДО хорошо известного уровня энергии. Если в этих случаях получаются сравнимые величины ktJk или ktJ ktQ для ультрафиолетового излучения и излучения высокой энергии, то часто делается вывод, что перенос энергии в обеих системах вызван одним и тем же возбужденным состоянием донора. Примеры типичных измерений описываются в разд. 3.3.6. Одна из наибольших трудностей, связанных с такими измерениями, заключается в том, что акцепторы энергии в принципе могут взаимодействовать в различных стадиях последовательности реакций, и соответственно не всегда находится индивидуальное возбужденное состояние. [c.92]

При облучении кристаллического полиолефина излучениями высоких энергий выделение газообразных продуктов служит первым указанием на наличие химических превращений в полимере. Доул и Милнер (неопубликованные данные), используя чувствительную трубку Пирани для измерения давления газа при малых давлениях в процессе облучения нолиэтиленовых пленок у-лучами, не смогли, в сущности, обнаружить периода индукции, экстраполируя измеренные величины давления газа к нулевому времени облучения. Иными словами, данные их экспериментов экстраполировались к нулевой величине давления газа при нулевом моменте времени. Выделение газа всегда происходит при радиолизе и количественные измерения выхода газа зачастую используют в качестве метода дозиметрии при калибровке зоны облучения по интенсивности излучения [c.405]

Получили распространение методы измерения плотности, в том числе и полимерных материалов, по интенсивности рассеянного у-излучения высокой энергии. В качестве изотопных источников для плотномеров используют обычно у-источники Сз и °Со. Например, используя источник Сз активностью 1 мКи и гейгеровский счетчик, за время измерения 3 мин можно мерить плотность менее 1200 кг/м с коэффициентом вариации в пределах 2%. Наиболее широко подобные плотномеры (например, радиоизотопный плотномер типа РПГ-36 [140]) используются в бумажной и химической промышленности. [c.81]

Конечно, рассчитанные теплоты реакций можно сопоставить с калориметрическими измерениями, но опять-таки полуколичественно В результате оказывается, что количественные сопоставления результатов квантово-химических расчетов возможно проводить пишь дпя таких экспериментов, в которых в хорошем приближении молекула выступает как индивидуальная система, слабо зависящая от окружения, влиянием которого можно пренебречь Это, во-первых, эксперименты по дифракции электронных пучков на молекулах в газовой фазе и, главное, спектральные эксперименты Последние особенно важны потому, что, в сошасии со вторым постулатом Бора, индивидуальные молекулы, если так можно сказать, ничего не умеют делать , кроме как поглощать или излучать электромагнит энергию и рассеивать падающие на нее частицы При этом наименьшее воздействие на моле оты оказывает именно взаимодействие с квантами электромагнитного излучения не очень высокой энергии В оптических и микроволновых спектрах молекул содержится вся информация, которую, в принципе, можно получить, решая соответствующее уравнение Шрёдингера Именно поэтому результаты теоретических расчетов молекулярных спектров дпя различных диапазонов шкалы электромагнитных волн (ультрафиолетовая и видимая обпасти, инфракрасная и микроволновая) дают наилучшую базу дпя контроля качества всех важнейших этапов квантово-химических вычислений путем сопоставления их с реальными спектрами Алгоритмы таких вычислений составляют содержание теории молекулярных спектров Эта теория образует отдельную главу теоретической фшики молекул, и поэтому ее более или менее подробное изложение не является нашей задачей Мы здесь [c.334]

Типичным таким прибором первого типа является флуоро-метр Клетта. Два фотоэлемента с запирающим слоем включены в балансную схему, аналогичную применяемой в фотоэлектрическом колориметре Клетта — Саммерсона. При измерении кювету сначала наполняют эталонным флуоресцирующим веществом (не обязательно тем же самым, что и определяемое), потенциометр, устанавливают на деление, удобное для отсчета, например 100, и гальванометр приводят к нулевому положению регулировкой диафрагмы, пропускающей излучение на фотоэлемент сравнения. Кювету затем поочередно наполняют серийно разбавленными эталонными и определяемым раствором. Результат анализа получают на основании калибровочной кривой, составляемой как обычно. Зависимость между отсчетами на потенциометре и концентрацией при относительно низкой интенсивности излучения будет почти линейной при более же высокой энергии флуоресценции показания потенциометра становятся относительно пониженными. [c.62]

Существенным отличием атомной абсорбции от пламенноэмиссионной спектрометрии является то, что в последнем методе измеряется излучение, испускаемое атомами в возбужденном состоянии в пламени, а атомная абсорбция основана на измерении излучения, поглощенного нейтральными, невозбужденными атомами, находящимися в пламени, которых в пламени во много раз больше, чем возбужденных. Этим объясняется высокая чувствительность метода при определении элементов, имеющих высокую энергию возбуждения, т. е. трудно возбуждающихся. С другой сто )оны, элементы легко возбуждающиеся будут очень эффективно испускать излучение, если их поместить в высокотемпературное пламя, и их с большей чувствительностью можно определять методом эмиссионной спек трометрии. Наибольшую чувствйтёль- [c.19]

Измерение относительных долей Лг и Лг , образующихся в метеоритном веществе. Для изучения пространственного постоянства космического излучения прежде всего необходимо знать относительные доли Аг и Аг , образующихся нри непрерывном потоке космических лучей. Отношение может быть близким к нолученнодгу бомбардировкой образца метеорита протонами с энергией 3 В в. Использование протонов с энергией 3 Бэв в качестве удовлетворительного заменителя космического излучения может быть обосновано следующими соображениями. Изотопы аргона Аг и Аг образуются в метеорите нри воздействии частиц высоких энергий на элементы, имеющие более высокие атомные массы по сравнению с аргоном, К подобным элементам, которые находятся в достаточном количестве в каменных метеоритах и которые необходиАю принимать во внимание, относятся никель, железо, кальций и калий. Изотопы аргона образуются из железа и никеля в виде осколочных продуктов, возникающих при испарении ядер и тяжелых частиц из возбужденного ядра. Эти нроцессы являются процессами высоких энер-] ий, и относительные доли образования этих двух изотопов, по существу, не должны зависеть от энергии бомбардирующих частиц, Нанример, отношение Аг /Аг , полученное на меди прн помощи протонов высокой энергии, было изучено при энергиях 0,4—3,0 Бэв [3] и нри энергии 5,7 Бэв [4]. Это отношение было найдено равным 7,4 7,4 7,4 и 6,8 нри энергиях протонов 0,4 1,0 3,0 и 5,7 Бэв соответственно. [c.130]

При применении излучений с очень высокой энергией делается сомнительной возможность использования результатов, полученных с помощью ионизационных методов в газе, в качестве количественной меры поглощенной энергии в конденсированном веществе (так называемый поляризационный эффект Ферми). Ионизационный метод позволяет в основном производить измерения дозы на идеализированной модели, которая предопределяется формой измерительного прибора. Однако часто необходимо знать полное количество энергии, поглощенной системой определенной геометрии и состава (объемная доза). Эта величина не мол<ет быть непосредственно найдена с помощью ионизационных измерений. Очень сильные изменения (вариации) поля излучения не могут быть правильно учтены с помощью измерительной системы конечных размеров (например, при снятии кривых ослабления низкоэнер-гетнчных рентгеновых лучей илн электронов с низкой энергией). Очень большие и очень маленькие интенсивности излучения также не могут быть точно определены с помощью ионизационных методов. [c.148]

Как уже кратко упоминалось во введении, измерение дозы всегда основывается на каком-либо воздействии энергии излучения на соответствующую измерительную систему. Поэтому, кроме ионизационных измерений, определения радиационнохимических выходов и измерений выделяемого при поглощении излучения тепла, могут быть использованы для измерений дозы также и другие эффекты, например флуоресценция, или окрашивание твердых веществ (например, стекла или кристаллических тел), или же какое-либо изменение механических свойств. Два последних эффекта могли бы найти применение для измерения очень высоких интенсивностей излучения, но, к сожалению, они очень сильно зависят от целого ряда факторов (например, от примесей) и частично обратимы. Несмотря на трудности, за последнее время в этом направлении были предприняты многочисленные эксперименты. Так, например, на рис. 3. 36 показаны результаты опытов по исследованию зависимости величины оптической плотности потемнения стекла от дозы рентгеновых лучей. Величина оптической плотности потемнения стремится при высоких дозах к предельному значению, которое, очевидно, достигается тогда, когда все электронные ловушки системы заполняются электронами, освобождаемыми при воздействии излучения. Используя линейную часть кривой зависимости плотности потемнения от величины дозы, можно было бы в принципе производить оценку величины доз. [c.163]

Важно выяснить (количественно) роль отдельных процессов, обусловливающих трансформацию высокой энергии излучения в химическую. Несомненно, весьма значительная часть остатка (Ж — Р/) реализуется в виде электронного возбуждения. (Достаточно вспомнить о флуоресценции многочисленных веществ при облучении, например воздуха и воды.) Однако насколько велика эта часть, до сих пор совершенно неясно, так как количественные измерения в облученных газах и специальные исследования флуоресценции (всех длин волн) совершенно отсутствуют. В равной степени пока нельзя сделать никаких заключений о доле энергии, передаваемой молекулам в результате процессов молекулярного возбуждения и упругих соударений. Количественное исследование всех этих процессов совместно с ионизацией есть необходимая предпосылка для более глубокого понимания радиационнохнмических реакций. [c.185]

Излучение электронов (экзоэмпссия по Крамеру) также появляется как результат механической обработки, у многочисленных металлов и неметаллов. При этом во время механического воздействия может происходить спонтанное излучение электронов с высокой энергией (электроны Дерягина—Кротовой с энергиями порядка нескольких кэв). Интенсивность такого излучения, например у щелочных галогенидов, зависит от твердости. Объяснить это можно зарядкой поверхностей разрущения и механизмом холодного излучения. После проведения механического активирования процессы химической адсорбции или химического взаимодействия (процессы окисления) поверхности кристалла с окружающей газовой атмосферой могут привести к эмиссии электронов малых энергий (электроны Крамера с энергиями порядка 1 эв). Измерения контактных потенциалов приводят к заключению, что эмиссия возникает вследствие понижения работы выхода электронов. Работа выхода электронов с нарастанием окисного слоя проходит через минимум, который достигается при моно-атомном покрытии поверхности. [c.442]