Большая Советская Энциклопедия (АЛ)
Шрифт:
Многие основные понятия атомной и ядерной физики обязаны своим происхождением изучению a-радиоактивности. Теория А.-р., предложенная в 1928 Г. Гамовым и независимо от него Г. Герни и Э. Кондоном, явилась первым применением квантовой механики к ядерным процессам. Изучение рассеяния a-частиц привело к понятию об атомном ядре как центре массы и положительного заряда атома. Облучение a-частицами лёгких элементов привело к открытию ядерных реакций и искусственной радиоактивности.
Лит.: Глесстон С., Атом. Атомное ядро. Атомная энергия, пер. с англ., М., 1961; Гольданский В. И., Лейкин Е. М., Превращения атомных ядер, М., 1958.
В.С. Евсеев.
Рис. 5. Фотография следа длиннопробежной a-частицы (справа) от распада полония-212.
Рис. 2.
Рис. 3. Спектр a-частиц от распада висмута-212. Высота линий соответствует вероятности испускания a-частиц с данной энергией.
Рис. 1. Фотографии следов a-частиц в камере Вильсона, a-частицы испускаются источником АсС + АсС'. На рис. видны 2 следа от a-частиц, испускаемых АсС'. Эти частицы имеют больший пробег (6,6 см ), чем a-частицы АсС (5,4 см ).
Рис. 4. Энергетическая схема a-распада висмута-212. Максимальная энергия
a-частиц соответствует переходу в основное состояние, a1 , a2 , a3 и a4 — альфа-частицы, испускаемые при переходе конечного ядра в одно из возбуждённых состояний.
Альфа-спектрометр
А'льфа-спектро'метр, прибор для измерения энергии a-частиц, испускаемых радиоактивными ядрами (см. Альфа-распад ). Принцип действия А.-с. основан либо на магнитном анализе a-частиц (магнитные А.-с.), либо на исследовании их ионизующего действия (ионизационные камеры).
Магнитный А.-с .— вакуумный прибор, в котором испускаемые каким-либо источником a-частицы проходят через магнитное поле, перпендикулярное направлению их движения, отклоняясь под действием этого поля на различные углы, в зависимости от того, какова величина их энергии.
Траектории заряженных частиц, движущихся в однородном поперечном магнитном поле, представляют собой окружности. Радиус окружности г, импульс частиц р и магнитная индукция В связаны между собой соотношением ср /е = Br, где с — скорость света, е — заряд a-частицы. Зависимость r от импульса р позволяет производить анализ a-частиц по энергии, так как группы вылетевших из источника a-частиц, обладающих различной энергией, после прохождения через магнитное поле собираются (фокусируются) в разных местах коллектора (детектора). В качестве детекторов a-излучения в магнитных А.-с. обычно применяются фотопластинки. Обработка результатов измерения производится путём счёта числа треков (следов a-частиц) под микроскопом.
На рис. 1 приведена схема движения a-частиц в магнитном А.-с.
Отличительная черта a-спектров — близкое расположение линий, часто сильно отличающихся по интенсивности. Так, при энергии a-частиц 5—6 Мэв линии a-спектра отстоят иногда друг от друга всего на 20—30 кэв, т. е. всего на 0,1—0,2% по импульсу, причём интенсивность одной из линий может в десятки и даже в сотни раз превосходить интенсивность соседней. Поэтому А.-с. должны обладать очень высокой разрешающей способностью (способностью разделять близкие линии спектра). С другой стороны, в a-спектрометрии приходится работать с очень тонкими источниками, так как слои толщиной ~ 10 г/см2 уже заметно искажают форму a-линий. Таким образом, А.-с. должны представлять собой приборы, приспособленные для исследования слабых активностей. Магнитные А.-с. обладают очень высоким разрешением и очень небольшой светосилой (величиной рабочего телесного угла, в котором расположены траектории a-частиц). Они применяются для исследования ядер с периодом полураспада <105 —106 лет.
На рис. 2
Ионизационные А.-с. при низкой разрешающей способности (25—30 кэв ) имеют очень большую светосилу (близкую к 2p). С их помощью можно исследовать долгоживущие ядра и ядра новых элементов, даже если число этих ядер составляет всего несколько десятков. Ионизационный А.-с. обычно представляет собой импульсную ионизационную камеру , наполненную аргоном.
На А.-с. производится обычно не абсолютное измерение энергии a-частиц, а сравнение их энергии с энергией a-частиц, испускаемых веществом, спектр которого хорошо изучен (например, 210 Ро, который испускает a-частицы с энергией » 5,3 Мэв ). Измерение энергии а-частиц может производиться также по полному пробегу a-частиц по создаваемой ими полной ионизации и др.
Рис. 2. Вертикальный разрез магнитного a-спектрометра (схема): 1 — сердечник; 2 и 3 — крышки; 4 и 5 — полюсные наконечники; 6 — катушка; 7 и 8 — латунные цилиндры, образующие стенки вакуумной камеры; 9 — вакуумная камера; 10 — источник; коллектор не попадает в разрез.
Рис. 1. Схема движения a-частиц с различной энергией в магнитном a-спектрометре (магнитное поле перпендикулярно плоскости чертежа).
Альфа-стабилизаторы
А'льфа-стабилиза'торы титана, см. Титановые сплавы .
Альфа-терапия
А'льфа-терапи'я, различные методы лечебного воздействия на организм преимущественно альфа-частицами . Для А.-т. применяют некоторые короткоживущие или быстро выделяющиеся из организма изотопы (радон, дочерние продукты торона и др.), дающие a-, b- и g-излучение, однако при проведении a-терапевтических процедур организмом поглощаются в основном (около 90% ) a-частицы. Осуществляют А.-т. в виде радоновых ванн (общих и местных), питья радоновой воды, микроклизм, орошений, вдыхания воздуха, обогащенного радоном, и т.д., а также наложением на определённые участки кожи больного радиоактивных повязок (марлевые аппликаторы с дочерними продуктами торона) или мазей и растворов с торием Х. a-терапевтические процедуры благотворно влияют на функциональное состояние центральной и вегетативной нервной системы, эндокринных желёз, сердечно-сосудистой системы; оказывает успокаивающее, обезболивающее, противовоспалительное действие и пр. Показана при заболеваниях периферической нервной системы, фантомных болях, неврастении, тиреотоксикозе (в ранней стадии) и т. п. Противопоказана при злокачественных опухолях, туберкулёзе, некоторых заболеваниях крови, при беременности и т. п.
А.-т. применяют на курортах с природными радоновыми факторами (вода, воздух): в Пятигорске, Цхалтубо, Белокурихе, в Брамбахе (ГДР), Гаштейне (Австрия), Яхимове (Чехословакия) и др. и во внекурортных условиях, причём радоновую воду готовят с помощью растворов радия (
Е. С. Щепотьева.
Альфатрон
Альфатро'н, радиоактивный вакуумметр, прибор для определения давления газа. Действие основано на измерении электропроводности исследуемого газа, ионизованного a-излучением радия или плутония (применение последнего уменьшает радиоактивную опасность, но снижает чувствительность). Преимущество А. перед термическим ионизационным вакуумметром — отсутствие накалённого катода, требующего специального источника электропитания. Применяется главным образом в системах автоматического контроля давления газа в пределах от 100 кн/м2 до 10 мн/м2 (от 103 до 10– 4мм рт. cm. ) [с электронным умножителем до 100 мкн/м2 (до 10– 6мм рт. ст. )].