二、探测放射线的方法

放射性元素放射出的 α 射线、β 射线和 γ 射线都是看不见的，需要根据它们跟其他物质作用产生的各种效应，用适当的仪器来探测，下面简单介绍三种方法。

一、云室

我们知道，水蒸气遇冷凝结，会形成很小的雾珠，这时它需要有凝结的核心，悬浮在空气中的尘埃微粒或气体离子都可以成为这种凝结核心。云和雾就是这样形成的。如果空气中没有任何尘埃或离子，水蒸气就是达到过饱和状态，也不能马上凝结。但是，如果这时由于某种原因在空气中产生了离子，那么过饱和的水蒸气就会以这些离子为核心立即凝结成雾珠。离子是看不见的，可是雾珠是看得见的，因此可以根据出现的雾珠来推测产生离子的情形。云室就是根据这个原理制成的。

云室（图 9–2）的主要部分是一个塑料或玻璃制的容器，它的下底是在小范围内可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察室内发生的现象或进行照相，一小块放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗射入）。实验时，先往云室里加一些酒精或乙醚（可以洒在云室下底上的黑绒布上），使室内充满酒精的饱和蒸气，然后，使活塞突然迅速向下移动，室内气体由于迅速膨胀而降低温度，于是酒精蒸气达到过饱和。这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和的酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成一条雾迹，这种云室是英国物理学家威耳逊（1869 ~ 1959）于 1911 年发明的，通常叫做威耳逊云室。

用云室可以清楚地看出 α 粒子和 β 粒子的径迹（图 9–3）。α 粒子质量较大，在气体中行进时不易改变方向，它的电离本领大，在每厘米的路程中能使气体分子产生 10000 对离子，所以它的径迹直而粗。β 粒子质量很小，跟气体分子的电子碰撞时容易改变方向，而且电离本领小，在每厘米的路程中只能产生几百对离子，所以它的径迹比较细而且有时发生弯曲。γ 粒子电离本领更小，有时能产生一些细碎的雾迹。

二、计数器

计数器的主要部分是计数管，它是一支玻璃管，里面有一个导电的圆筒（或在管壁上涂一层导电薄膜）作阴极，一根通过圆筒轴心的金属丝作阳极（图 9–4），管里装入惰性气体（如氩、氖等）和少量的乙醇汽或溴汽，气压大约是 1.33×10⁴ ~ 2.66×10⁴ 帕。在两极加上大约 800 ~ 1500 伏的直流电压，这个电压略低于管内气体的击穿电压。当有射线粒子飞进管内，使管内气体电离时，产生的电子在电场作用下向阳极加速运动。电子在运动中能量越来越大，达到一定值时，跟气体分子碰撞，又可使气体分子电离，再产生电子，于是经过一段很短时间，就会产生大量电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极（正离子由于质量大，运动较慢，在运动中不会再使气体分子电离），就使计数管发生一次短暂的放电，从而得到一个脉冲电流。这个脉冲电流可以用电子设备录下来。

这种计数器适合于对 β 粒子和 γ 粒子进行计数、α 粒子的贯穿本领很小，要对它计数，需要在计数管上装一个很薄的窗口，或者制成其他式样。

三、乳胶照相

放射线能够使照相底片感光，放射线中的粒子经过照相底片上的乳胶时，使乳胶中的溴化银分解，经显影后，就有一连串的黑点显示出粒子的径迹。这些径迹可用显微镜来进行观察与测量，根据径迹的长短和形状，可以判断入射粒子的性质、种类和能量。乳胶的密度较大，粒子在乳胶中的射程约为空气中的千分之一，因此容易看到径迹的全部。乳胶照相的主要优点是能够连续地工作，能够将入射粒子每个时刻的径迹记录下来。

随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接联结，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化。

发布时间：2025/8/9 下午2:38:08  阅读次数：127