Emulsja jądrowa – rodzaj emulsji fotograficznej służący do detekcji śladowej cząstek naładowanych. Początkowo źródłem tych cząstek były tylko rozpady jąder promieniotwórczych, stąd przyjęła się taka nazwa. Stosowana była w eksperymentach akceleratorowych i do badania promieniowania kosmicznego.
Wykorzystując ślady pozostawione w emulsji jądrowej można identyfikować cząstki, tj. wyznaczać ich masę i ładunek elektryczny oraz określać ich energię, pęd i prędkość. W tym celu bezpośrednio z emulsji wyznacza się zasięg cząstki (zależy on od masy, ładunku i energii cząstki), gęstość jonizacji będącej funkcją ładunku i prędkości cząstki, szerokość śladu, liczba δ-elektronów, średni kąt wielokrotnego rozpraszania kulombowskiego (zależy od ładunku, pędu i prędkości) oraz promień krzywizny toru w poprzecznym polu magnetycznym.
Mechanizm działania Cząstka naładowana o dostatecznie dużej energii przechodząc przez materię może powodować jonizację napotykanych atomów i cząsteczek. Znajdujące się w emulsji cząsteczki halogenków srebra (AgBr lub AgI) po zjonizowaniu ulegają przemianie strukturalnej prowadzącej do powstania obrazu utajonego. Po obróbce chemicznej z tych halogenków wytrącają się atomy srebra tworząc agregaty kryształków tego metalu (ziarna). Ziarna te tworzą w przezroczystej żelatynie jawny obraz śladu przechodzącej cząstki.
Charakterystyka Emulsja jądrowa różni się od zwykłej emulsji fotograficznej: grubością (20 μm–2 mm najbardziej typowe 0,4–0,6 mm) – w celu uchwycenia przestrzennego biegu cząstek (używa się również bloków złożonych z wielu warstw emulsji o grubości dochodzącej do kilku centymetrów) większą koncentracją halogenków – dla zwiększenia czułości mniejszymi rozmiarami ziaren (0,07 μm–0,4 μm) – w celu uzyskania większej rozdzielczości Jej gęstość wynosi ok. 3,815 g/cm³.
Skład typowej emulsji jądrowej + Zawartość pierwiastków w emulsji Pierwiastek g/cm³ srebro 1,809 brom 1,332 węgiel 0,276 tlen 0,252 azot 0,074 wodór 0,054 jod 0,012 siarka 0,007
Historia wytwarzania emulsji Emulsję światłoczułą próbowano zastosować do badania promieniowania jądrowego już w połowie lat trzydziestych XX wieku. Jednak była ona zbyt cienka i prawdopodobieństwo, że cząstka zastawi w niej dłuższy ślad, było niewielkie. Dopiero Powell wraz ze swoim zespołem z Cambridge wytworzył grubą emulsję o wysokiej zawartości bromku srebra, nazwaną emulsją jądrową. Prace nad emulsją prowadzone w latach 1935–1940 i jej wykorzystanie do badania cząstek naładowanych pozwoliły zespołowi dokonać kilku znaczących odkryć, a sam Powell otrzymał nagrodę Nobla. Później emulsję jądrową zaczęły produkować firmy Ilford, NIKFI, Eastman i Agfa.
Przypisy
Bibliografia
Linki zewnętrzne
Kategoria:Fizyka jądrowa