网站地图联系大家│English│新葡萄娱乐在线网站
     
粒子探测器
  粒子物理  
  加速器  
  粒子探测器  
  粒子天体物理  
  计算与网络  
  同步辐射  
  文章列表
·什么是粒子探测器
·粒子探测器大家族
·盖革-米勒计数器
·正比计数器-多丝正比室-...
·半导体探测器
·光电倍增管-闪烁计数器
·切仑科夫计数器-穿越辐射...
·量能器
·核乳胶
·云雾室
·气泡室
·火花室
·流光室
·固体径迹探测器
·粒子探测器的发展前景
·粒子探测器技术的广泛应用
·中国在粒子探测器领域的成果
·北京谱仪III
您现在的位置:新葡萄娱乐在线网站 > 科学传播 > 科普园地 > 粒子探测器
核乳胶
2010-04-15 | 浏览次数:|【

核乳胶(nuclear emulsion)是一种能记录单个带电粒子径迹的特制乳胶﹐它由普通照相乳胶发展而来。其主要成分是溴化银微晶体和明胶的混合物。

  

1895年,德国物理学家伦琴(Wilhelm Konrad Rontgen,1854~1923)发现了X射线,引起了科学界的极大震动。在1896年初举行的一次法国科学院周会上,法国科学院院士亨利·贝克勒尔(Antoine Henri Becquerel,1852 -1908)看到法国科学家彭加勒(Henri Poincare,1854-1912)展示的伦琴寄来的论文预印本和有关照片,对此产生了很大兴趣。他设计了多种实验想弄清荧光与X射线之间是否有必然的联系。3月1日,他在用铀盐样品进行实验时发现铀盐使照相底片感光变黑,从而发现了天然放射性,即原子自然衰变的现象。此后,科学家们开始利用照相底片探测射线。贝克勒尔第一个使用乳胶照相探测射线,他同居里夫妇一起获得了1903年度诺贝尔物理学奖。

  

1939-1945年间,英国科学家鲍威尔(Cecil Frank Powell,1903-1969)与其合编辑提高了乳胶的灵敏度并增加了乳胶的厚度,使带电粒子通过乳胶时产生电离,乳胶在显影后呈现的黑色晶粒显示出带电粒子通过乳胶时留下的径迹。如果事先用一系列已知能量和类别的带电粒子入射到核乳胶上﹐测得径迹长度-能量关系﹐则测量任一已知粒子径迹长度﹐就可以定出该粒子的能量。粒子在乳胶中运动﹐同原子碰撞而多次散射﹐改变运动方向﹐径迹常有折曲。根据径迹颗粒密度的大小和折曲程度﹐可以判别粒子种类并测定它们的速度。中性粒子不能直接形成径迹﹐但是它们可以产生次级带电粒子。通过对这些次级带电粒子径迹的测量﹐可以推算中性粒子的能量和数量。

  

由于宇宙射线具有很大的能量,当它们进入大气层并与大气层中的粒子发生碰撞时,失去能量并产生次级宇宙射线。鲍威尔等人设想将感光乳胶应用于宇宙射线的研究,他们把装有感光照片的气球放到高空中去记录宇宙射线的径迹。经过多次实验,他们拍摄了大量的宇宙射线在不同高度穿过乳胶的底片,并对底片中粒子留下的轨迹进行了仔细的分析。

  

1947年10月,鲍威尔等人发表了“关于乳胶照相中慢介子轨迹的观测报告”的论文,全面总结了他们的宇宙射线实验结果,正式宣布他们发现了新粒子,并命名其为π介子。同时,他们指出,π介子可以衰变为另一种介子(μ介子)和中微子。经过详细的计算,得知π介子和μ介子的质量分别为电子质量的273倍和207倍。鲍威尔因发展了用以研究核过程的照相乳胶记录法并用此方法发现了π介子,获得了1950年度诺贝尔物理学奖。p介子的发现,开创了物理学的一个新的分支学科——粒子物理学,鲍威尔被誉为粒子物理学之父。核乳胶成为粒子物理学研究在一段时间内强有力的研究工具给出新发现的得力技术,曾用核乳胶陆续发现了 介子﹑K 介子﹑K 介子以及 超子﹑反超子等新粒子﹐并对许多基本粒子的性质进行了大量研究。

  

核乳胶作为核物理实验中的径迹探测器,其优点是体积小、轻便、能将高能粒子的径迹永久保存等,其独特的空间分辨率用于研究极短寿命粒子,常用于高空宇宙射线和基本粒子的研究;其缺点是根据径迹测量粒子能量时精确度较低。核乳胶技术近几十年来仍然在核探测领域发挥着作用,在高山宇宙线观测站,或者把核乳胶室装载在高空气球或火箭上进行原初宇宙线的测量。

  

中国物理学家也为该领域的研究做出了不少贡献。被称为中国居里夫妇的钱三强(1913-1992)、何泽慧(1914-)就是其中的杰出代表。钱三强1945年曾在英国鲍威尔所在的威尔斯实验室短期学习核乳胶技术,1946年,钱三强领导的研究小组(何泽慧是组员之一)利用核乳胶研究铀裂变,经过反复实验和上万次的观测,发现了铀核的三分裂和四分裂现象。何泽慧在上个世纪50年代开始研制核乳胶,使中国在当时成为少数能生产核乳胶的国家。1955年她和同事们合作制成了对质子灵敏的核乳胶,获得了1956年国家自然科学奖三等奖;在1957年又研制成功对电子灵敏的核乳胶。 

  

1974~1976年间,新葡萄娱乐在线网站在云南落雪山3220米高度处设置了规模较小的乳胶室,为建立大型乳胶室积累了经验。1977年在西藏甘巴拉山5500米高度处建立了世界上最高的高山乳胶室(左图);1978年还曾在珠穆朗玛峰脚下6500米处设置过乳胶室。1990年在西藏羊八井建成了海拔4300米的宇宙射线观测站(下图),除了闪烁体探测器阵列、RPC地毯式探测器、中子堆中中子望远镜等,还建有80平米乳胶室用于宇宙射线的采集。

  

  

  


新葡萄娱乐在线网站_澳门新葡萄京赌场_www.bb778899.com    备案序号:京ICP备05002790号
地址:北京市918信箱    邮编:100049    电话:86-10-88235008    Email: ihep@ihep.ac.cn
XML 地图 | Sitemap 地图