اشکارساز ذرات

آشکارساز ذرات. در فیزیک ذرات بنیادی، فیزیک هسته ای و مهندسی هسته ای آزمایشگاهی و کاربردی آشکارساز ذرات ( در انگلیسی: Particle detector ) یا آشکارساز پرتو به ابزاری گویند که با آن بتوان ذرات پرانرژی را آشکار، ردیابی یا شناسایی کرد، مانند موارد حاصل از واپاشی هسته ای، پرتوهای کیهانی یا واکنشهای شتاب دهنده های ذرات بنیادی. موارد جدید تر به عنوان گرماسنج انرژی ناشی از پرتوزایی را اندازه گیری می کنند. آشکارسازها برای اندازه گیری گشتاور مغناطیسی، اسپین، بار الکتریکی و . . . ذرات هم کاربرد دارد.
آشکارسازی ذرات عبارتست از فرآیندی که در آن خصوصیاتی مانند جرم، انرژی، بار الکتری، مسیر حرکت و . . . و در مجموع نوع یک ذره حامل انرژی که در واکنش های هسته ای بوجود می آید، توسط دستگاهی ( اغلب آشکارساز ) تعیین می شود.
فرآیند آشکارسازی متشکل از یک دستگاه آشکارساز است که بسته به نوع ذره تابشی و آشکارسازی خصیصه ای از ذره، نوع دستگاه فرق می کند . سهم عمده در آشکارسازی ذره توسط ماده ای متناسب با ذره تابشی در دستگاه آشکارساز انجام می شود که عبارت است از برهمکنش ذره باردار حامل انرژی با الکترون های مداری ماده آشکارسازی که این برهمکنش توسط مدارهای الکترونیکی آشکارساز، به یک پالس الکتریکی تبدیل می شود.
وسایل آشکار سازی ریز ذره ها از جمله ( اتاقک ابر ویلسون، شمارگر سوسوزن و شمارگر تخلیه گازی ) هستند. هر چند این آشکارسازها را اغلب برای بررسی ذرات بنیادی به کار می برند، اما کار کردن با آنها گاهی چندان راحت نمی باشد. در واقع مناسب ترین فرایندهای اندرکنش که با تبدیل متقابل ذرات همراه می باشند رویدادهای نسبتا نادری هستند. قبل از آنکه برخورد مناسبی رخ دهد، ذره در طی مسیر خود باید با شمار زیادی الکترون و هستک برخورد کند. در واقع ، در ماده چگال باید مسافتی برابر با دهها سانتی متر یا حتی متر را بپیماید ( ذرات بارداری با انرژی میلیاردها الکترون ولت در چنین فاصله ای فقط کسری از انرژی خود را در نتیجه یونش از دست می دهد. )
هر گاه مواد لیان مانند سولفید روی یا نفتالین با ذرات باردار تند بمباران شوند، بخش قابل توجهی از انرژی ذرات باردار که در ماده کند شده اند به نور مرئی تبدیل می شود: برخورد یک ذره باردار تند به یک لایه از چنین ماده ای موجب درخشش نور کوتاهی می شود که به سوسوزنی معروف است. روشنایی درخشش های سوسوزنی به ویژه برای ذرات آلفا بیشتر می باشد.

آشکارساز ذرات. آشکارساز ذرّات (particle detector)
آشکارساز ذرّات
هر یک از سنجش افزارهای آشکارسازی و ردیابی مسیر ذرات زیراتمی. بعضی از این سنجش افزارها عبارت اند از اتاقک ابر، اتاقک حباب، اتاقک جرقه، و اتاقک سیمی مشبک. اولین آشکارساز ذرات، اتاقک ابر، محتوی بخار فوق اشباع است و ذره در گذر از آن ردپایی به صورت قطره های کوچک برجای می گذارد؛ درست شبیه هواپیمای جت که ردی از بخار در آسمان برجای می گذارد. اتاقک حباب محتوی مایع فوق گرماست و ذره در آن مسیری از حباب برجای می گذارد. اتاقک جرقه شامل مجموعه ای از صفحات فلزی موازی و نزدیک به هم است که به ولتاژ بالا وصل شده اند. با ورود ذرات به درون اتاقک، جرقه هایی مرئی در فاصلۀ بین صفحه ها پدید می آید. اتاقک سیم مشبک جدیدتر و متشکل از آرایه ای از سیم های ظریف نزدیک به هم است که به ولتاژ بالا وصل شده اند. ذره هنگام ورود به اتاقک در این سیم ها ایجاد سیگنال الکتریکی می کند. سیگنال های ایجاد شده به کمک رایانه تجزیه و تحلیل می شوند و مسیر ذرات با رایانه بازسازی می شود. آشکارسازهای سیمی مشبک برای آشکارسازی پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما نیز کار آمدند و در تومورنگاری گسیل پوزیترونی(PET) کاربرد دارند.