Sliežu ceļu detektori
Kad uzlādēta daļiņa palēninās un apstājas cietā stāvoklī, enerģija, ko tā nogulsnē gar savu celiņu, var radīt neatgriezeniskus materiāla bojājumus. Pat rūpīgas mikroskopiskās pārbaudes laikā ir grūti novērot tiešus šī vietējā bojājuma pierādījumus. Atsevišķos dielektriskos materiālos bojātā celiņa klātbūtni var atklāt ar materiāla virsmas ķīmisku kodināšanu (eroziju), izmantojot skābes vai bāzes šķīdumu. Ja pagātnē lādētas daļiņas ir apstarojušas virsmu, tad katra no tām atstāj bojātā materiāla pēdas, kas sākas virspusē un sniedzas līdz dziļumam, kas vienāds ar daļiņu diapazonu. Izvēlētajos materiālos ķīmiskās kodināšanas ātrums šajā celiņā ir lielāks nekā nesabojātās virsmas kodināšanas ātrums. Tāpēc kodināšanas gaitā katra celiņa vietā izveidojas bedre. Dažu stundu laikā šīs bedres var kļūt pietiekami lielas, lai tās varētu redzēt tieši zem mazjaudas mikroskopa. Pēc tam šo bedru skaita mērīšana vienā laukuma vienībā ir to daļiņu plūsmas mērs, kurai virsma ir pakļauta.
Trasē ir minimālais bojājumu blīvums, kas nepieciešams, pirms kodināšanas ātrums ir pietiekams, lai izveidotu bedri. Tā kā bojājuma blīvums korelē ar daļiņas dE / dx, tas ir visaugstākais smagi uzlādētajām daļiņām. Jebkurā konkrētajā materiālā ir nepieciešama noteikta minimālā dE / dx vērtība, pirms izveidojas bedres. Piemēram, minerālu vizļā bedres tiek novērotas tikai no enerģētiskajiem smagajiem joniem, kuru masa ir 10 vai 20 atomu masas vienības vai lielāka. Daudzi parastie plastmasas materiāli ir jutīgāki un veidos kodināšanas bedres mazmasu joniem, piemēram, hēlijam (alfa daļiņām). Dažas īpaši jutīgas plastmasas, piemēram, celulozes nitrāts, izveidosies bedrēs pat protoniem, kas vismazāk bojā smagi lādētās daļiņas. Nav atrasts neviens materiāls, kas radītu bedres ātru elektronu zemajām dE / dx trasēm. Šāda uzvedība padara šādus detektorus pilnīgi nejutīgus pret beta daļiņām un gamma stariem. Šo imunitāti var izmantot dažos gadījumos, kad intensīvas gamma staru fona klātbūtnē ir jāreģistrē vāji izteikti uzlādētu daļiņu plūsmas. Piemēram, daudzi alfa daļiņu vides mērījumi, kas rodas radona gāzes un tā meitas produktu sabrukšanas rezultātā, tiek veikti, izmantojot plastmasas plēves-kodināšanas plēvi. Šajos apstākļos daudzu citu veidu detektoru reakcijā dominēs fona visuresošajiem gamma stariem. Dažiem materiāliem ir pierādīts, ka bojājumu sliedes paliek materiālā uz nenoteiktu laiku, un bedrēs var iegravēt daudzus gadus pēc iedarbības. Gaismas un augstas temperatūras iedarbību tomēr potenciāli ietekmē kodināšanas īpašības, tāpēc ilgstošā pakļauto paraugu glabāšanā jāievēro īpaša piesardzība, lai novērstu bojājumu celiņu izbalēšanu.
Ir izstrādātas automatizētas metodes kodināšanas bedru blīvuma mērīšanai, izmantojot mikroskopa pakāpes, kas savienotas ar datoriem ar atbilstošu optiskās analīzes programmatūru. Šīs sistēmas var zināmā mērā diskriminēt “artefaktus”, piemēram, skrambas uz parauga virsmas, un tās var nodrošināt samērā precīzu celiņu skaita mērīšanu vienā laukuma vienībā. Citā tehnikā ir iekļautas samērā plānas plastmasas plēves, kurās sliedes ir pilnībā iegravētas caur plēvi, veidojot mazus caurumus. Pēc tam šos caurumus var automātiski saskaitīt, lēnām pārvietojot plēvi starp augstsprieguma elektrodu komplektu un elektroniski saskaitot dzirksteles, kas rodas, caurumam pārejot.
Neitronu aktivizēšanas folijas
Vairāku MeV un zemāku starojuma enerģiju gadījumā lādētas daļiņas un ātri elektroni neizraisa kodolreakcijas absorbējošos materiālos. Gamma stari, kuru enerģija ir mazāka par dažiem MeV, arī viegli neizraisa reakcijas ar kodoliem. Tāpēc, kad gandrīz visi materiāli tiek bombardēti ar šīm starojuma formām, kodoli paliek nemainīgi un apstarotajā materiālā netiek ierosināta radioaktivitāte.
Starp izplatītajiem starojuma veidiem neitroni ir šīs vispārējās izturēšanās izņēmums. Tā kā neitroni, kuriem nav lādiņa, pat ar mazu enerģiju, var viegli mijiedarboties ar kodoliem un izraisīt plašu kodolreakciju izvēli. Daudzas no šīm reakcijām rada radioaktīvus produktus, kuru klātbūtni vēlāk var izmērīt, izmantojot parastos detektorus, lai uztvertu to sabrukšanas laikā izstaroto starojumu. Piemēram, daudzi kodolu veidi absorbēs neitronu, veidojot radioaktīvu kodolu. Laikā, kad šī materiāla paraugs tiek pakļauts neitroniem, uzkrājas radioaktīvo kodolu populācija. Ja paraugu noņem no neitronu iedarbības, populācija noteiktā pusperioda laikā samazināsies. Šajā sabrukšanā gandrīz vienmēr izstaro dažu veidu starojumu, bieži beta daļiņas vai gamma starus vai abus, ko pēc tam var saskaitīt, izmantojot kādu no aktīvās noteikšanas metodēm, kas aprakstītas turpmāk. Tā kā to var saistīt ar inducētās radioaktivitātes līmeni, no šī radioaktivitātes mērījuma var secināt neitronu plūsmas intensitāti, kurai pakļauts paraugs. Lai izraisītu pietiekamu radioaktivitāti, lai varētu veikt pietiekami precīzus mērījumus, ir vajadzīgas samērā intensīvas neitronu plūsmas. Tāpēc aktivizācijas folijas bieži izmanto kā paņēmienu neitronu lauka mērīšanai ap reaktoriem, paātrinātājiem vai citiem intensīviem neitronu avotiem.
Lēnu neitronu mērīšanai parasti izmanto tādus materiālus kā sudrabs, indijs un zelts, turpretī ātri neitronu mērījumiem var izvēlēties dzelzi, magniju un alumīniju. Šajos gadījumos ierosinātās aktivitātes pusperiods ir no dažām minūtēm līdz dažām dienām. Lai izveidotu tādu radioaktīvo kodolu populāciju, kas tuvojas maksimāli iespējamajam, inducētās radioaktivitātes pusperiodam jābūt īsākam nekā neitronu plūsmas iedarbības laikam. Tajā pašā laikā pusperiodam jābūt pietiekami ilgam, lai pēc tam, kad paraugs ir noņemts no neitronu lauka, būtu ērti saskaitīt radioaktivitāti.
