Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Historie jaderné spektroskopie 1) První určování energie radioaktivního záření – objev a zkoumání podstaty radioaktivního záření 2) Počátek spektrometrie.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Historie jaderné spektroskopie 1) První určování energie radioaktivního záření – objev a zkoumání podstaty radioaktivního záření 2) Počátek spektrometrie."— Transkript prezentace:

1 Historie jaderné spektroskopie 1) První určování energie radioaktivního záření – objev a zkoumání podstaty radioaktivního záření 2) Počátek spektrometrie („éra magnetických spektrometrů, difrakčních spektrometrů …“) počátek zkoumání vzniku radioaktivního záření a struktury jádra 3) Nástup scintilačních detektorů a elektroniky (multikanálové analyzátory – začátek zlaté éry klasické jaderné spektroskopie, zkoumání řady vzbuzených stavů a přechodů v jádrech 4) Nástup polovodičových detektorů, bouřlivý rozvoj elektroniky – vrchol zlaté éry klasické jaderné spektroskopie – rozsáhlé katalogy vzbuzených stavů přechodů v jádrech pro srovnávání s modely, široký nástup aplikací jaderné spektroskopie 5) Složité 4pí sestavy detektorů, složité multikoincidence, „event by event“ zpracování – přechod k vysokým energiím, zkoumání velmi vzácných a jemných efektů (gigantické rezonance, superdeformované stavy, vysokoenergetická jaderná fyzika …). Široké využití aplikované jaderné spektroskopie. Završení klasické jaderné spektroskopie

2 1895 – objev Rentgenova záření (Roentgen) 1896 – objev radioaktivity H. Becquerel (pomocí fotografické desky) 1900 – rozdělení záření alfa, beta a gama (E. Rutherford, P. Villard …) 1908 – plynem plněné detektory (E. Rutheford, Geiger) Proporciální čítače – určení energie při plném zastavení nabité částice (z doběhu částice) Záření gama – fotoefekt a zastavení fotoelektronu W.C. Roetgen První rentgenovský snímek (při jeho detekci se využívá fluorescence, scintilace, fotogra- fických desek a později plynem plněných ionizačních komor) V původním Rutherfordově experimentu se částice alfa pozorovaly mikroskopem pomocí scintilace ZnS Objev X záření a radioaktivity

3 O. Hahn, L. Meytner – absorpce beta v materiálu → není exponenciální → ne jedna energie, (chybný předpoklad exponenciálního poklesu monoenergetického svazku elektronů) O. Hahn, O. von Bayer - využití magnetického pole + fotografická deska → první magnetický spektrograf elektronů → komplikované spektrum James Chadwick spektrum beta je i spojité - definitivně potvrzeno až kalorimetrickým měřením C.D. Ellise a W. Woostera v roce Wilsonova mlžná komory ( C.T.R. Wilson) – energie z délky stopy 1905 – W. Bragg, R. Klieman - měření doběhu alfa v plynu – různé doběhy → různé energie – diskrétní spektra Tvůrce mlžné komory C.T.R. Wilson a jeho první snímky částic alfa a beta První určování energie (Zkoumání základních vlastností radioaktivního záření )

4 od – začátek spektroskopických prací Pohyb elektronů a alfa v magnetickém poli (alfa potřebují silné pole) První fokusující spektrometry beta 1914 – Energie gama měřená krystal difrakční metodou 1914 – Přesnost měření energie alfa ~ 1% určení energie - Braggova difrakce na rovinách ve struktuře krystalu Max von Laue, W.H. a W.L. Braggovi Otec a syn Braggovi Max von Laue Laue diagram No 5 Jeden z prvních krystal difrakčních spektrometrů (detekce ionizační komorou) – F.C. Blake, W. Duane, Phys Rev 10(1917)624 Začátek reálné spektroskopie

5 30. a 40. léta – umělé radioizotopy se stávají dostupné (Curiovi, E. Rutheford), první urychlovače 1948 – NaI(Tl) scintilační detektor R. Höfstadter – vysoká efektivita, určení energie v širokém rozmezí spektra, FWHM ~ 7% daleko později další materiály (BGO, BaF 2, plastiky …) 1930 – 1932 objev neutronů W. Bothe a H. Becker (ostřelování Be, B nebo Li částicemi alfa). J. Chadwick - neutrální částice s hmotností blízkou protonové - neutron. detekce pomocí reakcí, určení energie z odraženého protonu R. Höfstadter a jeho článek o NaI(Tl) krystalech v Physical Review z r 1949 obrázek signálu ve srovnání se signálem z pulseru Začátek spektroskopie neutronů, scintilační detektory 1944 – Curran, Baker vynalezli fotonásobič

6 Pokračují krystal difrakční spektrometry (rozlišení – pro 100 keV je FWHM ~ 1 eV velmi malá efektivita) velmi přesné měření velmi intenzivních linek – kalibrační standardy Paralelně rozvoj - lepší magnetické spektrometry elektronů (lepší rozlišení než NaI(Tl)) přechody gama – pomocí paralelních konverzních - fotoefekt a určení energie fotoelektronu nevýhody - elektronické jednokanálové, malé tělesné úhly, větší energie → malé konverzní koeficienty - elektrostatické spektrometry Jedna z prací v oboru spektroskopie konverzních elektronů z 40. let, magnetický spektrograf, fotografická metoda Všeobecný rozvoj klasické spektroskopie (scintilační detektory a magnetické spektrometry) Výzkum struktury jader, vzbuzených stavů, přechodů …

7 1960 – Polovodičové detektory Ge(Li), rozlišení FWHM = 5 keV → 2 keV (velmi malá energie potřebná k produkci páru elektron díra ~ 3 eV) později Si(Li) ~ 1970 – HPGe – nemusí být stále na dusíkové teplotě, lepší rozlišení a efektivita, menší šum 1983 – USA skončily s komerční produkcí Ge(Li) detektorů složitá měření na svazku rozdělování na aplikace (lékařství, materiálový výzkum…) základní výzkum (výzkum struktury jader a mechanismu reakcí) 1971 – anticomptonovský spektrometr J.Konijn – potlačení comptonovského pozadí až o řád Rozvoj multiparametrických multikanálových analyzátorů – efektivní využití scintilačních detektorů, koincidence, časové charakteristiky, rozvoj elektroniky Současný komerční HPGe detektor firmy PGT Polovodičové detektory, rozvoj elektroniky Vrchol klasické spektroskopie, její dovršení a rozvoj aplikací

8 80. a 90. léta – složité sestavy scintilačních detektorů: studium struktury jader – krystalové koule medicínské aplikace – PET kamery později kombinace HPGe (anticomptonovských) a scintilačních pro záření gama a „minipomeranč“ pro elektrony scintilační „sendviče“ z plastiku – identifikace různých nabitých částic (Nordball, Crystalball, Plasticball … Složité elektronické soustavy, supravodivé magnety Kombinace mnoha druhů detektorů pro různé typy částic Nové typy materiálů PbWO 4, … Umožňují: Studium jevů s malou pravděpodobností, vysoké multiplicity, komplikované koincidence, vysoké energie … jaderná struktura - superdeformované stavy, gigantické rezonance, velmi přesná spektrometrie – hledání hmotnosti neutrina Sestava HPGe detektorů JUROSPHERE „Event by event“, 4π detektory, vysokoenergetické a těžkoiontové experimenty (Plastic Ball) Komplexní elektronické experimenty → vysoké energie, vzácné jevy Plastic Ball v KVI Groningen


Stáhnout ppt "Historie jaderné spektroskopie 1) První určování energie radioaktivního záření – objev a zkoumání podstaty radioaktivního záření 2) Počátek spektrometrie."

Podobné prezentace


Reklamy Google