ДИЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ДЕТЕ́КТОР
-
Рубрика: Физика
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ДИЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ДЕТЕ́КТОР, трековый детектор на основе диэлектрика, позволяющий регистрировать интенсивные потоки заряженных частиц, нейтронов и осколков деления в широком энергетич. диапазоне от 10–3 до 104 МэВ/нуклон. Ионизирующие излучения, вызванные частицами, движущимися в диэлектриках (кристаллах, стёклах и полимерах), нарушают структуру вещества, образуя протяжённые дефекты, которые можно визуально наблюдать в электронный микроскоп. В 1959 амер. учёные Э. Силк и Р. Барнс впервые обнаружили это явление в некоторых кристаллах, облучённых осколками деления ядер. В 1963 В. П. Перелыгин (Дубна, СССР), а также Р. Флейшер и П. Прайс (Калифорния, США) опубликовали аналогичные результаты, полученные для стёкол и некоторых органич. материалов. В дальнейшем было установлено, что под воздействием кислоты или щёлочи дефекты увеличиваются в размерах от десятков нанометров до нескольких микрометров, после чего их можно наблюдать в оптич. микроскоп.
В кристаллах трек образуется в результате т. н. ионного взрыва, когда за короткое время (порядка 10–13 с) в области траектории быстрой заряженной частицы возникшие за счёт ионизации многочисл. электроны и ионы деформируют кристаллич. решётку и создают область протяжённых дефектов. Установлено, что смещение ионов в решётке происходит вследствие электростатич. отталкивания ионов, образованных за счёт первичной ионизации. Для обнаружения трека необходимо, чтобы плотность ионов и вакансий превышала некоторое пороговое значение, свойственное каждому материалу и зависящее от величины ионизации (энергии и сорта налетающей частицы) и от подвижности ионов и вакансий. Процесс образования трека в полимерах происходит в осн. за счёт вторичных электронов, вызывающих разрушение химич. связи и образование долгоживущих (неск. суток) радикалов и молекул с меньшей молекулярной массой. Энергетич. разрешение RE Д. д. может составлять 50–60 кэВ при энергии α-частиц 6 МэВ, пространственное разрешение достигает 5–10 мкм. Зарядовое разрешение Д. д. может быть даже выше, чем у полупроводниковых детекторов. Д. д. не чувствительны к рентгеновскому, γ- и β-излучениям.
Д. д. широко применяются как в ядерной физике (регистрация осколков деления, измерение нейтронных потоков, поиск сверхтяжёлых элементов в природе, контроль термоядерной плазмы и др.), так и в прикладных областях (дозиметрия, радиография, металловедение и др.).