---

Detekce ionizujícího záření
Při měření radioaktivity se využívá různých účinků ionizujícího záření, například schopnosti ionizovat plyny, vyvolat zčernání fotografické emulze nebo způsobit změny v polovodičových materiálech. Měření se provádí v ionizačních komůrkách, Geiger-Müllerovou trubicí, polovodičovými detektory, scintilátory a dalšími přístroji.
 
Fotografická emulze: jedná se o nejstarší metodu zjišťování přítomnosti radioaktivního záření. Zdokonalené emulze se používají např. v defektoskopii nebo v dozimetrii. Použití fotografické emulze je univerzální metodou registrace záření a výskytu částic (dozimetrie, detekce).
 
Ionizační detektory: využívá se ionizačních účinků záření v plynech nebo pevných látkách. Tyto detektory mají široké využití při měření dávek záření, počtu a energie částic apod. Jde o jednu z nejpoužívanějších metod detekce elektricky nabitých částic, používal ji už E. Rutherford při objevu radioaktivity.
Ionizační komůrka zaznamená přítomnost ionizujících částic (například v osobních dozimetrech), Geiger-Müllerův čítač slouží k měření počtu částic vysílaných radioaktivním zdrojem
 
Scintilátory: dopadem částice nebo záření se v luminiscenčních krystalech uvolňují fotony, ve spojení s fotonásobičem se jedná o velmi citlivé detekční zařízení. Scintilátorem je možno zjistit nejen přítomnost částice, ale i její energii.
 

Souprava s G-M trubicí

Kapesní scintilátor

Pozorování scintilátorem

Měření ionizujícího záření

Aktivita radionuklidu je veličina, která udává počet radioaktivních jader, která se rozpadnou za 1 sekundu. Jednotkou je 1 Bq (becquerel)

Dávka je veličina, která udává, kolik energie ionizujícího záření pohltí 1 kg látky. Jednotkou je 1 Gy (gray).

Dávkový ekvivalent je veličina, která vyjadřuje biologickou účinnost jednotlivých druhů záření. Každému druhu záření přísluší tzv. jakostní faktor q. Dávkový ekvivalent se vypočítá jako součin dávky záření a jakostního faktoru. Jednotkou je 1 Sv (sievert), častěji mSv.
 
Poznámka:
Hodnoty jakostního faktoru jsou pro jednotlivé druhy ionizujícího záření určeny empiricky:
    záření beta, gama a rentgenové záření: q = 1
    neutronové záření - pomalé neutrony: q = 3
    záření alfa a neutronové (rychlé neutrony): q = 10

Pozorování drah nabitých částic
První mlžnou komoru, která zviditelňuje pohyb nabitých částic, sestrojil v roce 1911 C. Wilson. Princip jeho expanzní mlžné komory je jednoduchý: nabitá částice, prolétající komorou, za sebou zanechává řadu iontů, na kterých kondenzují páry alkoholu a vzniká mlžná stopa částice. Podobný jev nastává i na obloze, kde za sebou nechává bílou mlžnou stopu vysoko letící letadlo. Kromě expanzní komory se používá také Langsdorfova difuzní mlžná komora.
 
Přehřátá kapalina pod vysokým tlakem se začne i při nepatrném snížení tlaku prudce vypařovat v místech, kudy prošla ionizující částice. Podél dráhy částice se tak vytvoří stopa z drobounkých bublinek páry. První bublinková komora plněná kapalným éterem byla postavena v roce 1953. Komory tohoto typu se používají ke sledování dějů vyvolaných částicemi vytvořenými obřími urychlovači.

Urychlovače částic
Jaderná fyzika potřebuje ke studiu elementárních částic, jaderných sil a jaderných reakcí částice o mimořádně velkých energiích. Jejich zdrojem mohou být např. radionuklidy nebo kosmické záření. Častěji se však získávají v různých typech urychlovačů, které poskytují částice s energií přes 10¹² eV. K urychlování nabitých částic se používá elektrické pole, k zakřivování jejich dráhy slouží magnetické pole. Používají se urychlovače elektrostatické, lineární, cyklotrony a další typy.

Lineární urychlovač se skládá z přímé řady kovových trubic, nabitá částice je při průchodu trubicemi postupně urychlována elektrickým polem v mezerách mezi nimi. Celý děj probíhá v hlubokém vákuu, aby nebyl ovlivňován pohyb částic. Příkladem elektrostatického urychlovače je také van de Graaffův generátor, který se ve škole běžně používá jako zdroj vysokého napětí.
 

Lineární urychlovač

Cyklotron

Cyklotron byl první kruhový urychlovač nabitých částic. Byl sestrojen roku 1931 Američanem E. O. Lawrencem. Využívá se kombinace působení elektrického pole (urychlování částice) a magnetického pole silného elektromagnetu (zakřivení její dráhy). Polarita napětí na obou polovinách A, B (duantech) se periodicky mění v okamžiku, kdy se urychlovaná částice dostává do mezery mezi nimi. V duantech je elektrické pole odstíněno a magnetické pole zakřiví dráhu tak, že se částice pohybuje po spirálové dráze. Jakmile dosáhne požadovanou rychlost, vylétne z cyklotronu na terčík, v němž vyvolá jaderné reakce.
 
Pro dosažení ještě větších energií je třeba počítat s relativistickým zvětšením hmotnosti urychlované částice. Nejvýkonnější urychlovač na světě se dnes (2003) staví v Evropské laboratoři fyziky částic (CERN). Jeho urychlovací prstenec bude mít délku 27 km.

Poznámka:
V atomové a jaderné fyzice se energie neměří v joulech (J), ale elektronvoltech (eV). 1 eV je energie, kterou získá elektron, projde-li mezi dvěma místy elektrického pole s napětím 1 V. Většími jednotkami jsou kiloelektronvolt (1 keV = 1 000 eV) a megaelektronvolt (1 MeV = 1 000 000 eV).
Platí převodní vztah 1 eV = 1,6.10^-19 J.

---