[محمود الجنابي]

لقد بحثت عن موضوع الكواشف النووية في منتديات الانترنت ولم اجد المعلومات الكافية حتى وجدت بعض المعلومات في احد الكتب العلمية القديمة المحفوظة لدي وقمت بنقل بعض المعلومات عن الكواشف النووية وباختصار. لتعم الفائدة للجميع ومن هذه الكواشف ما يلي
.................................................. ................
عداد كايكر geiger counter
يتكون هذا العداد من (وهو من اقدم عدادات الجسيمات ) من غلاف زجاجي ذي غاز سريع التأين (الاركون ) وسطحه الداخلي عبارلاة عن صفيحة من الالمنيوم وفي مركزه ( محوره ) سلك من التنكستن يكون السطح الداخلي الالمنيومي عبارة عن القطب السالب في حين يكون سلك التنكستن القطب الموجب وهذا يكون الغاز تحت ضغط ( 2 سن زئبق ) وقد يضاف اليه بعض المركبات الهلوجينية للتسريع في التفريغ الايونات المتكونة اثناء مرور الجسيم خلال الغاز ( لان التسريع مهم أذ ان خلال فترة التأبن وقبل التفريغ يكون العداد في حالة عدم احساس فيما لو دخله جسيم في هذا الاثناء ) فعند مرور فوتون خلال الغاز يؤدي الى اقتلاع الالكترون من ذرات الاركون وهذا الالكترون قد يبقى حرا او يكون ايونا سالبا مهع ذرة هيلوجين في حين يكون باقي الذرة هو الايون الموجب ونتيجة وجود فرق الجهد بين قطبي العداد تتجاذب الشحنات معها ويكون مرور الالكترونات عبارة عن تيار ضعيف يكبر بواسطة المكبر ( AF ) حيث يسمع او يؤشر . ان الزمن اللازم لأنجذاب الايونات نحو الاقطاب يسمى بالزمن الميت وذلك لفقدان العداد لحساسيته في هذه الفترة وتزداد جودة العداد كلما قلت هذه الفترة الزمنية ولذلك تضاف بدائرة العداد مقاومة عالية جدا ، ولكي نسمع صوت طقطقات الاشعاع لا بد ان نضع امام العداد مادو مشعة وف حالة عدم وضع مثل هذه المواد في المختبر نسمع مع ذلك اشارات صوتية وزهذه ناتجة من الاشعة الكونية الاتية من خارج الغلاف الجوي الارضي وتسمى هذه الاصوات ب ( صوت القرار ) ء








____________________________

عداد الوميض scintillation counter
هذا العداد اكثر حساسية من عداد كايكر اذ بأمكانه تكبير ( مضاعفة ) الالكترونات الناتجة من تأثير الجسيم ، ويتكون العداد من المقدمة او رأس عبارة عن بلورة من ( ايوديد الصوديوم المنشطة بالثاليوم ) فعند سقوط اشعاع كاما مثلا على هذه المادة فأنها تصدر الكتروانا وتوجد تحت هذه البلورة صفيحة ( مهبط ضوئي ) فعند سقوط الالكترون عليه يبعث بشلال الكتروني وبنفس الطريقة تتم مضاعفة هذا الشلال مرات عدة حتى تصل الحزمة الاكتروينة الى ( الانود حيث تخرج على شكل تيار كهربائي يؤدي الى نبضة قوية ،؟ وتبين هذه النبضات شدة وعدد الجسيمات .
بالاضافة الى هذه النواع من الغرف هناك نوع حديث يدعى بغرفة الشرارة (( spark champer )) عرف عام 1957 ، أستخدم لاول مرة من قبل (( هوكرانشاو )) و (( دي بير )) ، والفكرة الاساسية في هي وجود كاشفات تتحسس مرور الجسيم وعند ذلك اي بعد مرور واحد بالمليون من الثانية يرتفع الجهد الكهربائي في صفائح معدنية متوازية موضوعة خلال غاز الى (( 10000 فولت )) . ان ارتفاع الجهد مقترن بتحسس العدادات الكاشفة له اي ان الجسيم المعين هو الذي سوف يرصد وبذلك نستطيع تحديد الجسيمات المرغوبة وغير المرغوبة . وعهند مرور الجسيم خلا ل الغاز ما بين هذه الصفائح ستتولد شرارة كهربائية يسطيع جهاز تصوير فوتوغرافي من رصدها . هذه بعض الوسائل الفوتوغرافية للتحسس بالجسيمات .
_____
امكانية معرفة الشحنة
يمكننا ادراك الجسيم المشحون وذلك بتأيينه للوسط المار خلاله ولما كان التأين يعتمد على الشحنة كما يعتمد على سرعة الجسيم ( طاقته الحركية دون اعتماده على الكتلة الخاصة للجسيم لذلك فأن امكانية معرفة الشحنة متوفرة من حيث دراسة التأين الحادث ، وهذه فأن السرعة البطيئة نسبيا للجسيم تعني تواجده لفترة زمنية كبيرة نسيبا خلال وحدة مساحة معينة وهذه يعني امكانية واسعة لتأين عدد كبير من ذرات الوسط او بعبارة اخرى أزدياد كثافة الحبيبات المتأثرة وعلى العكس من ذلك حيث تتناسب السرعة العالية عكسيا ولو جاز القول مع الكثافة النسيبة هذا ويمكن ملاحظة العلاقة ما بين سرعة الجسيم وكثافة الحبيبات النسيبة والسرعة تأخذ من خلال النسبة ( v /c ) حيث تقترب هذه النسبة من الواحد في حالة ازدياد السرعة وتقل كلما قلت السرعة .
وهناك نوع اخرؤ من هذه الغرفة تدعى ( بغرفة النفاث ) ( diffusiom champer ) حيث يستعاض عن مكبس التمدد بأسلوب اخر اكثر سهولة حيث تسخن الجهة العليا من الغرفة وتبرد السفلى .
__________
غرفة الفقاعات
وهذه عبارة عن غرفة ذات جانبين زجاجيين تحوي سائلا ( الهيدروجين السائل او البروبين ) ومسخن الى درجة حرارة اعلى من درجة الغليان وبضغط مسلط . وعند مرور الجسيم المشحون فأنه سيكزن مركزا لتكوين الفقاعات ، وترصد هذه العملية بواسطة جهاز للتصوير المجسم بنفس اسلوب تصوير غرفة السحاب ، وتكون ابعاد هذه الغرفة بين ( 30 سم - 200 سم ) باتجاه الحزمة الساقطة ، هذا ويمكن رصد العديد من التفاعلات النووية بمثل هذه الغرفة كما يمكن تسليط مجال مغناطيسي عليها لدراسة انحناء الجسيمات داخلها .
وبلورتها من ( الستلبين ) وقد اعدت لتعمل بشكل متوافق ووضع عداد رابع على بعد يمكن التحكم به من بضعة انجات حتى 8 اقدام .




وكانت العدادات بعد مرور الميزونات خلالها تسجل ذلك الا ان العد كان في العداد الرابع اقل ( العدادات الثلاثة تحدد كمية الميزونات ) وعلى هذا يكون الفرق بين قراءة العدادات الثلاثة الاولى وقراءة العداد الرابع هو عدد الميزونات المضمحلة خلال المكسافة ( ل ) وبمعرفة متوسط السرعة للميزونات يمكن حساب عمر الميزونات وقد عينت الاعمار المتوسطة حسب ما يلي :-
متوسط عمر الميزون باي الموجب 2.54 × 10 ثانية
متوسط عمر الميزون بتي السالب 3.44 × 10 ثانية
مع حساب خطأ قدره ( 0.19 × 10 ثانية ) وعلى هذها سيكون عمر الميزونين متطابقين .
________ _____
وسائل اخرى :-
وبالاضافة لتكنيك العدادات هناك وسائل اخرى لمعرفة الجسيمات المشحونة في الغالب وغير المشحونة وتكون عن طريق استخدام التصوير الفوتوغرافي حيث نستطيع تسجيل احداث التفاعل ونواتجه كما نسجل احداثنا ومناسباتنا بواسطة الكاميرا وكما كان الحال في الفكرة الاساسية في بناء العداد ، حيث يقوم الجسيم المشحون هنا بتأين الةسط الذي تدخله ونتيجة لذلك فأنه سيغير طريقه ( نتيجة فقدان طاقته الحركية بصورة مستمرة ) حتى يأتي به الامر للوقوف وعند ذلك يكون الطريق الذي قطعه هو ( المدى ) الذي يكون امره معرفا في حالة معرفة تأثير المالدة ( الوسط ) على الجسيم المشحون ذي الطاقة المعلومة . وفي حالة كون الوسط حساس ضوئيا فان عملية التأين هذه ستترك اثرها عليه وعند اجراء عملية التحميض ( الاظهار ) فان الاثر رغم صغره سيبدو واضحا تحت عدسات المجهر ، وسوف نتناول بعض هذه الوسائل المهمة
_____________
المستحلب النووي nuclear emulsion
يتكون البمستحلب النووي من مادة الجلاتين ومادة حساسة ضوئيا مثل ( بروميد الفضة ) ويكون على شكل صفائح زجاجية ، وعندما تعرض للجسيمات فانها ترص كمجموعة وعند نفاذ الجسيم المشحون خلاله فانه كالعادة المألوفة يقوم بتأين البروميد ليقوم بتكوين صورة سلبية تظهر عند عملية الاظهار بعد معاملة الالواح بمواد كيماوية خاصةو حيث تظهر حبيبات الفضة ،ولصغر الجسيم فان الخط لا يمكن رصده بوضوح الا من خلال مجهر قوة تكبير عالية في حدود 44 _ 1000 مرة ، وعند ذلك سوف يظهر المسار على شكل حبيبات فضية متراصة وتزن كثافة الحبيبات متناسبة مع طاقة الجسيم ( وبذلك يمكن تحديد طاقة الجسيم ) وكلما قلت سرعة الجسيم قلت الكثافة حتى تنعدم عند وقوف الجسيم ، هذا وهناك انواع عدة حسب انتاج الشركات او حسب سمك ونوعية المستحلب المستعمل مثل ( فورد c - 5 ) و ( فورد c - 2 ) و ( فورد NT - 4 ) .

_____________________
غرفة السحاب cloud champer
او ما تدعى ب( غرفة ولسن ) وهي عبارة عن غرفة ذات واجهة زجاجية مملؤة بخليط من غاز وبخار سائل ، وهناك مكبس خلفه ( خلف الخليط ) وعندما يسحب المكبس بسرعة فان الخليط الغازي يتمدد بسرعة كذلك مما يؤدي الى تكاثف البخار لتكوين قطرات منه ، ولاجل تكوين القطرة لا بد من جسيم دقيق ( غبش ) ليكون بمثابة نواة تتجمع حوله قطرات السائل ، وفي حالة عدم وجود هذا الجسيم فان جسيما دقيقا مشحونا يكون كافيا لذلك ، ولاجل اثبات وجود الميزون باي المتعادل مثلا يكفي ان نثبت وجود فوتونين متساويين مجموعغ طاقتهما يساوي ( 135 م . أ . ف . ) اي طاقة سكون الميزون باي المتعادل ، لاجل رصد هذين الفوتونين تم وضع عدادين وميضيين يتكون الواحد منهما من ثلاثة عدادات بلورية وبين العدادين الاول والثاني قطعة رصاص بمثابة مهبط ضوئي لتوليد زوج من الالكترونات