Spektrometr beta

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Spektrometr beta (ang.) beta spectrometer, beta-ray spectrometer – spektrometr służący do rejestrowania widma promieniowania beta, np. rozkładu energii elektronów emitowanych przez badane źródło; klasyczny spektrometr magnetyczny („typu Danysza”) jest zbudowany z komory próżniowej, silnego elektromagnesu, detektora oraz układów regulacji i rejestracji widma. Emitowane przez źródło elektrony przechodzą przez szczelinę, a następnie ich tor ulega zakrzywieniu w jednorodnym polu magnetycznym, którego linie sił są prostopadłe do kierunku ruchu elektronów. Kształt toru elektronów jest zależny od indukcji pola; do detektora docierają elektrony o określonej energii – widmo promieniowania beta można zarejestrować, zmieniając np. wartość indukcji lub położenie detektora. W spektrometrii promieniowania beta stosuje się różne rodzaje detektorów cząstek elementarnych, np. półprzewodnikowe, gazowe lub scyntylacyjne (służące również do badań widma w zakresie alfa i gamma).

Otto Hahn (ur. 8 marca 1879 we Frankfurcie nad Menem, zm. 28 lipca 1968 w Getyndze) – niemiecki fizykochemik. Laureat Nagrody Nobla (chemia, 1944) za prace nad rozszczepieniem jądra atomu. Czasem uważany za "ojca" współczesnej technologii jądrowej.Antoine Henri Becquerel (ur. 15 grudnia 1852 w Paryżu, zm. 25 sierpnia 1908 w Croisic) – francuski chemik i fizyk, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki w 1903 za odkrycie promieniotwórczości.

Historyczne tło wynalezienia spektrometru beta[ | edytuj kod]

Maria Skłodowska-Curie, Recherches sur les substances radioactives (1903), Fig. 4

Opracowanie pierwszej wersji spektrometru magnetycznego przez Jana K. Danysza poprzedzały fundamentalne odkrycia dokonane na początku XX w., m.in.:

Detekcja promieniowania jądrowego – metody i przyrządy do detekcji promieniowania jądrowego i innych rodzajów promieniowania jonizującego, jak promieniowanie X, γ, neutrony, protony itp. W detektorach wykorzystujących oddziaływanie danego rodzaju promieniowania z materią.Rad (Ra, łac. radium) – pierwiastek chemiczny z grupy metali ziem alkalicznych w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa radius oznaczającego promień.
  • Hendrik Lorentz i Pieterem Zeemanem rozwiązali problem rozszczepienia linii widmowych w polu magnetycznym (efekt Zeemana), za co otrzymali nagrodę Nobla z fizyki w roku 1902,
  • Henri Becquerel, Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie odkryli zjawisko promieniotwórczości (Nagroda Nobla 1903 r.),
  • Ernest Rutherford wykonał słynny eksperyment, potwierdzający istnienie jądra atomu, odkrył istnienie promieniowania alfa, beta i gamma, wykonał pomiary prędkości cząstek alfa (Nagroda Nobla w 1908 r.),
  • Maria Skłodowska-Curie odkryła rad i kolejne izotopy promieniotwórcze (Nagroda Nobla w 1911 r. za wydzielenie czystego radu i uzyskanie radu w postaci krystalicznej).
  • Teoretyczną podstawą spektrometrii stało się pojęcie siły Lorentzasiły działającej na cząstkę obdarzoną ładunkiem elektrycznym, poruszającą się w polu elektromagnetycznym. Wzór Lorentza określa wartość siły F, działającej na ładunek q w polu elektromagnetycznym – elektrycznym o natężeniu E i polu magnetycznym o indukcji magnetycznej B:

    Jan Kazimierz Danysz (ur. 11 marca 1884 w Paryżu, zm. w listopadzie 1914) – polski fizyk urodzony i wykształcony we Francji (obywatel francuski), syn Jana Danysza i ojciec Mariana Danysza, uczeń Piotra Curie i asystent Marii Skłodowskiej-Curie, twórca pierwszego spektrometru beta.Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), Magnetyczny Spektrometr Alfa – moduł-eksperyment z dziedziny fizyki cząstek, który został umieszczony na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i którego celem jest dokładny pomiar strumienia naładowanych promieni kosmicznych na niskiej orbicie wokółziemskiej. Eksperyment pozwoli na badanie formowania się Wszechświata, a także na poszukiwanie dowodu istnienia cząstek dziwnych, ciemnej materii oraz swobodnej antymaterii we Wszechświecie. Odkrycie choćby pojedynczych przypadków jąder antyhelu w promieniowaniu kosmicznym dostarczyłoby silnych dowodów na istnienie symetrii między materią i antymaterią.

    Wymienione i inne odkrycia były możliwe dzięki opracowaniu odpowiednich technik pomiarowych, m.in. metody radiograficznej (Henri Becquerel) lub techniki pomiarów elektrometrycznych, opartych na zjawisku piezoelektryczności kwarcu (bracia Pierre i Jacques Curie). Metoda radiograficzna została z sukcesem zastosowana przez Ernesta Rutherforda i André-Louisa Debierne’a w czasie badań właściwości promieniowania emitowanego przez pierwiastki radioaktywne.

    Półprzewodniki − najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10 do 10 S/cm) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie bądź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.Jan Danysz (ur. 24 listopada 1860 w Chylinie k. Turka, zm. 14 stycznia 1928 w Paryżu) – polski lekarz, mikrobiolog, serolog, chemik, działacz społeczny, filozof, profesor.
    2
    Tor β w polu magnetycznymv – wektor prędkości cząstki,
    B – indukcja magnetyczna,
    F – siła Lorentza
    3
    Tor β w polu magnetycznym (pętla spirali)D – detektor,
    B – indukcja magnetyczna,
    S,P – przesłony


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN (fr. Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) – ośrodek naukowo-badawczy położony na północno-zachodnich przedmieściach Genewy na granicy Szwajcarii i Francji, pomiędzy Jeziorem Genewskim, a górskim pasmem Jury. Obecnie do organizacji należy dwadzieścia państw. CERN zatrudnia 2600 stałych pracowników oraz około 8000 naukowców i inżynierów reprezentujących ponad 500 instytucji naukowych z całego świata. Najważniejszym narzędziem ich pracy jest największy na świecie akcelerator cząstek – Wielki Zderzacz Hadronów.
    Ernest Rutherford, 1. Baron Rutherford of Nelson (ur. 30 sierpnia 1871 w Brightwater, zm. 19 października 1937 w Cambridge) – chemik i fizyk z Nowej Zelandii. Jako pierwszy potwierdził istnienie jądra atomowego.
    Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.
    Cez (Cs, łac. caesium) – pierwiastek chemiczny, metal alkaliczny. Nazwa pochodzi od łacińskiego słowa "szaroniebieski", związanego z kolorem nalotu pokrywającego zwykle powierzchnię.
    Proton, p (z gr. πρῶτον – "pierwsze") − trwała cząstka subatomowa z grupy barionów o ładunku +1 i masie spoczynkowej równej ok. 1 u.
    Maria Salomea Skłodowska-Curie (ur. 7 listopada 1867 w Warszawie, zm. 4 lipca 1934 w Passy) – uczona polsko-francuska, fizyk, chemik, dwukrotna noblistka.
    Efekt Zeemana – zjawisko fizyczne, które polega na rozszczepieniu obserwowanych linii spektralnych na składowe, gdy próbka emitująca promieniowanie zostaje umieszczona w polu magnetycznym.

    Reklama