След - а-частица
Cтраница 4
Периодически производилось расширение камеры и фотографирование получающейся картины. В подавляющем большинстве следы прямолинейны. В некоторых случаях, однако, след а-частицы на некотором расстоянии от конца пробега образует еил / сг / ( схема на рис. 386, 6) - разветвляется на два неравных следа, из которых длинный ( р) т о н ь ш е, а короткий ( О) жирнее следа а-частицы. [46]
Хевснш и г-н Паль при помощи счетчика показали, что самарий является слабо радиоактивным веществом, испускающим ос-лучи. Морис Кюри предложил мне провести совместно с ним опыты в камере Вильсона, которые помогли бы выяснить этот вопрос. Поскольку пробег а-лучей в воздухе при нормальных условиях мал, а именно порядка 1 см, то нам пришлось применить разработанную мной аппаратуру, позволяющую производить расширения при пониженном давлении с тем, чтобы получить пробеги большей длины. В результате большого числа расширений нам удалось сфотографировать несколько следов а-частиц, исходящих из тонкого слоя оксалата самария и таким образом объективно подтвердить существование этой радиоактивности. [47]
Поглощение излучения в веществе приводит не только к ионизации, но и к возбуждению молекул. Каждый из образовавшихся при ионизации сравнительно медленных электронов, в свою очередь, способен возбудить и ионизировать еще небольшое количество атомов. Таким образом, ионы появляются не парами, а в виде небольших гроздей. Вдоль сплошного следа а-частицы ионы располагаются в узкой колонке диаметром около 0 1 мк, а путь - частицы представляется в виде прерывистого следа с расстоянием между роями ионов около 1 мк. На процесс диссоциации молекул, начинающийся в тот же момент, требуется значительно больше времени. Средняя продолжительность жизни возбужденной молекулы равна примерно 10 - 9 сек. Эти величины представляют известный интерес в связи с протеканием дальнейших явлений. [48]
Таким образом, например, при соударении а-частицы, имеющей энергию 6 Мэв, с электроном последний получает энергию, не превышающую примерно 3 кэв. Средняя энергия, передаваемая а-частицей электронам при прохождении через вещество, составляет 100 - 200 эв. Многие из этих вторичных электронов, называемых 6-лучами, настолько быстры, что способны вызывать ионизацию других атомов. В действительности около 60 - 80 % полной ионизации, вызываемой а-частицами, обусловлено вторичными ионизационными процессами. Точное соотношение величин первичной и вторичной ионизации определить очень трудно. Трэки 6-электронов часто можно наблюдать на снимках следов а-частиц в камере Вильсона. Такие ионно-атомные столкновения ( так называемые ядерные соударения) обусловливают ядерное торможение, которое приходит на смену электронному торможению, играющему основную роль при более высоких энергиях. Тяжелый ион, проходя через вещество, в общем теряет те электроны, орбитальная - скорость которых меныпе скорости иона. [49]
Неизвестно, исходит ли эта последняя - частица из образца соли или из стенки. Поэтому мы предположили, что ее появление обусловлено радиоактивным загрязнением. Для пяти а-частиц, испущенных самарием, пробеги ввоздухе, отнесенные к нормальному атмосферному давлению, равны 0 8; 0 16; 0 25, 1; 1 5 см, причем ошибка этих измерений может достигать 2 мм. На приведенном снимке ( рис. 1) показан один из этих следов а-частиц. Разброс пробегов в воздухе объясняется тем, что к-частицы исходят из более или менее глубоких слоев соли. Число наблюдений слишком мало, чтобы, основываясь на них, можно было определить величину нормального пробега а-частиц в воздухе. [50]
 |
Траектории а-частиц по фотографии Вильсона. [51] |
Пронизывающая способность а-лучей невелика. Они задерживаются; слоем воздуха при атмосферном давлении толщиною около 7 см. При меньшей плотности воздуха пробег а-частиц соответственно возрастает. На своем пути каждая а-частица ионизирует до 100000 атомов. Это обстоятельство позволяет сделать путь а-частицы видимым. Если воздух пересыщен парами воды, туман с особенной легкостью оседает на реющих в воздухе пылинках. Еще успешнее происходит конденсация паров, когда воздух ионизирован; при этом каждый ион становится центром, вокруг которого образуется микроскопическая капелька влаги. В воздухе, пересыщенном водяными парами, след а-частицы становится видимым потому, что он отмечен мгновенно возникающей нитью тумана. Такая нить тумана может быть легко сфотографирована. На рис. 626 представлена одна из полученных таким образом Вильсоном фотографий траекторий а-частиц. [52]
Он основан на использовании почернения фотографического слоя под действием проходящих через фотоэмульсию быстрых заряженных частиц. Ядерные эмульсии применяются в виде ряда слоев. Это позволяет исследовать траектории частиц высоких энергий. Для изучения следов частиц, обладающих очень высокой энергией и дающих длинные следы, большое число пластинок складывается в стопу, помещаемую наклонно к следу. Тогда последовательные участки следов траектории частицы можно изучать по почернению эмульсии в пластинках стопы, следующих друг за другом. Существенным преимуществом метода фотоэмульсий помимо простоты применения является то, что он дает н е и с ч е - зающий след частицы, который затем может быть тщательно изучен. Этим же методом с добавлением к эмульсии соединений бора или лития могут быть изучены следы нейтронов, которые в результате реакций с ядрами В и Li создают а-частицы, вызывающие почернение в слое ядерной эмульсии. По следам а-частиц делаются выводы о скоростях и энергиях нейтронов, вызвавших появление а-частиц. [53]
Страницы: 1 2 3 4