Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Elementy fizyki jądrowej Wykład 3. dr Dorota Wierzuchowska,

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elementy fizyki jądrowej Wykład 3. dr Dorota Wierzuchowska,"— Zapis prezentacji:

1 Elementy fizyki jądrowej Wykład 3. dr Dorota Wierzuchowska,

2 Detekcja promieniowania Detekcja opiera się na fakcie, że przy przechodzeniu cząstki naładowanej przez materię następują różnorodne oddziaływania i straty energii. Wzdłuż trajektorii cząstki powstaje wiele par elektron-jon i cząstek w stanie wzbudzonym. Odczytanie informacji w tym zawartej stanowi zadanie detektora.

3 Detektory promieniowania Detektory aktywne, w których informacja o cząstkach pojawia się natychmiast Detektory pasywne, z których informacja podlega obróbce zanim zostanie odczytana.

4 Aktywne detektory promieniowania Detektory gazowe: licznik Geigera- Mullera, liczniki proporcjonalne, komory jonizacyjne, komory iskrowe Liczniki scyntylacyjne Detektory półprzewodnikowe

5 Pasywne detektory promieniowania Detektory śladowe: klisze rentgenowskie i jądrowe, Detektory luminescencyjne

6 Liczniki scyntylacyjne Licznik scyntylacyjny składa się z scyntylatora, który pochłania energię promieniowania jonizującego, a następnie emituje światło widzialne. Często do scyntylatora podłącza się układ rejestrujący i wzmacniający, najczęściej fotopowielacz. Układ scyntylator – fotopowielacz jest bardzo czuły, pozwala rejestrować szybkie zmiany strumienia cząstek w funkcji czasu.promieniowania jonizującegoświatło widzialne fotopowielacz

7 Fotopowielacz Foton padając na fotokatodę fotopowielacza uwalnia z niej elektron przyśpieszany następnie w polu elektrycznym i przy pomocy specjalnych elektrod skupiających kierowany na pierwszą dynodę. Elektron, uderzając w powierzchnię dynody, wybija z niej pewną liczbę elektronów wtórnych zależną od przyłożonego napięcia i materiału, z którego została wykonana. Ten proces wtórnej emisji elektronów powtarza się na kolejnych dynodach. W ten sposób wzmocniony sygnał może zostać zarejestrowany.

8 Schemat licznika scyntylacyjnego Kiedy naładowana cząstka przechodzi przez scyntylator traci energię E na jonizację oraz wzbudzenia cząsteczek scyntylatora. Część tej energii (10% - 40%) zostaje wypromieniowana we wszystkich kierunkach w postaci kwantów światła. Zebrany na anodzie fotopowielacza ładunek jest funkcją energii, masy i ładunku padającej cząstki

9 Detektory półprzewodnikowe Elementem czynnym jest złącze p–n spolaryzowane w kierunku zaporowym. W wyniku przejścia cząstki w krysztale półprzewodnika powstają swobodne nośniki prądu elektrycznego. Są one zbierane na elektrodach a powstający krótkotrwały (rzędu kilkudziesięciu ns) impuls prądu jest wzmacniany i rejestrowany.

10 Złącze p-n spolaryzowane w kierunku zaporowym Dodatni biegun dodatni źródła odciąga elektrony obszaru N od złącza, a biegun ujemny odciąga dziury obszaru P od złącza, wobec czego w strefie złącza jest bardzo mało nośników ładunku elektrycznego, pozostają tylko jony nie przenoszące ładunku.

11 Detektory cząstek alfa

12 Wizualizacja śladów cząstek alfa w materiale detektora następuje na skutek obróbki chemicznej lub elektrochemicznej. Ilość śladów proporcjonalna jest do stężenia radioaktywnego izotopu radonu w powietrzu.

13 Cyklotron Cyklotrony to urządzenia służące do przyspieszania cząstek naładowanych. Zasada działania cyklotronu polega na przyspieszeniu cząstek za pomocą periodycznych w czasie impulsów pola elektrycznego. Cząstki poruszają się wzdłuż zakrzywionego toru w kształcie spirali. Zakrzywienie toru następuje pod działaniem pola magnetycznego o indukcji B.

14 Siła Lorentza Na ładunek elektryczny q poruszający się z prędkością v w polu magnetycznym o indukcji działa siła Lorentza: Wartość siły Lorentza można zapisać w postaci skalarnej: Siła Lorentza jest zawsze prostopadła do prędkości może więc zmieniać jedynie jej kierunek, a nie wartość.

15 Pod działaniem siły Lorentza cząstka porusza się po spirali

16 Cząstka porusza się po okręgu o promieniu r Siła Lorentza pełni rolę siły dośrodkowej. Pod jej działaniem cząstka porusza się po okręgu, którego promień można wyznaczyć z równania:

17 Częstość cyklotronowa Okres ruchu cząstki wynosi: Częstość jest równa

18 Schemat budowy cyklotronu

19 Warunek rezonansowy Każdemu przejściu między duantami towarzyszy wzrost prędkości ruchu i powiększenie promienia orbity. Częstotliwość napięcia doprowadzonego do duantów musi być zsynchronizowana z okresem obiegu cząstek. Jest to warunek rezonansowy. Można go zapisać zależnością :

20 Cyklotrony

21 Wielki Zderzacz Hadronów Large Hadron Collider największy na świecie akcelerator cząstek (hadronów), znajdujący się w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN w pobliżu Genewy.akcelerator cząstekhadronówCERNGenewy Przewiduje się, że LHC umożliwi odkrycie bozonu Higgsa, który uczestniczy w nadawaniu mas cząstkom elementarnym, oraz cząstek tworzących ciemną materię, którymi być może będą cząstki supersymetryczne.bozonu Higgsamas cząstkom elementarnym ciemną materię supersymetryczne

22 Komputerowa symulacjaKomputerowa symulacja wyniku zderzenia cząstek.


Pobierz ppt "Elementy fizyki jądrowej Wykład 3. dr Dorota Wierzuchowska,"

Podobne prezentacje


Reklamy Google