Detektory stopy po leptaní
Keď nabitá častica spomalí a zastaví sa v pevnej látke, energia, ktorá sa ukladá pozdĺž svojej dráhy, môže spôsobiť trvalé poškodenie materiálu. Je ťažké pozorovať priamy dôkaz tohto lokálneho poškodenia, a to aj pri starostlivom mikroskopickom vyšetrení. V niektorých dielektrických materiáloch sa však prítomnosť poškodenej dráhy môže odhaliť chemickým leptaním (eróziou) povrchu materiálu pomocou roztoku kyseliny alebo bázy. Ak nabité častice ožiarili povrch v určitom čase v minulosti, potom každá zanecháva stopu poškodeného materiálu, ktorá začína na povrchu a siaha do hĺbky rovnajúcej sa rozsahu častice. Vo vybraných materiáloch je rýchlosť chemického leptania pozdĺž tejto dráhy vyššia ako rýchlosť leptania nepoškodeného povrchu. Preto, ako leptanie postupuje, vytvára sa jamka v polohe každej stopy. Počas niekoľkých hodín sa tieto jamy môžu stať dostatočne veľké, aby ich bolo možné vidieť priamo pod mikroskopom s nízkou spotrebou. Meranie počtu týchto jam na jednotku plochy je potom mierou toku častíc, ktorým bol povrch vystavený.
Po dráhe je minimálna hustota poškodenia, ktorá je potrebná skôr, ako je miera leptania dostatočná na vytvorenie jamy. Pretože hustota poškodenia koreluje s dE / dx častice, je najvyššia pre najťažšie nabité častice. V každom danom materiáli sa pred vývojom jam vyžaduje určitá minimálna hodnota pre dE / dx. Napríklad v minerálnej sľude sa jamy pozorujú iba z energetických ťažkých iónov, ktorých hmotnosť je 10 alebo 20 atómových hmotností alebo viac. Mnoho bežných plastových materiálov je citlivejších a vyvinie sa ich leptanie pre ióny s nízkou hmotnosťou, ako je hélium (alfa častice). Niektoré zvlášť citlivé plasty, ako je dusičnan celulózy, budú vyvíjať jamky aj pre protóny, ktoré najmenej poškodzujú ťažké nabité častice. Neboli nájdené žiadne materiály, ktoré by produkovali jamy pre nízko dE / dx stopy rýchlych elektrónov. Toto prahové správanie spôsobuje, že takéto detektory sú úplne necitlivé na beta častice a gama lúče. Túto imunitu je možné využiť v niektorých aplikáciách, kde je potrebné registrovať slabé toky ťažkých nabitých častíc v prítomnosti intenzívnejšieho pozadia gama lúčov. Napríklad, veľa environmentálnych meraní alfa častíc produkovaných rozpadom radónového plynu a jeho dcérskych produktov sa uskutočňuje pomocou plastovej fólie pre lepenie pásov. Pozadie všadeprítomných gama lúčov by za týchto okolností dominovalo reakcii mnohých iných typov detektorov. V niektorých materiáloch sa preukázalo, že stopa poškodenia zostáva v materiáli neurčitú dobu a jamy sa môžu leptať mnoho rokov po expozícii. Leptacie vlastnosti sú však potenciálne ovplyvnené vystavením svetlu a vysokým teplotám, preto je potrebné pri dlhodobom skladovaní exponovaných vzoriek postupovať opatrne, aby sa zabránilo vyblednutiu poškodených stôp.
Boli vyvinuté automatizované metódy na meranie hustoty jamiek etch pomocou mikroskopických stupňov spojených s počítačmi pomocou vhodného softvéru na optickú analýzu. Tieto systémy dokážu do istej miery rozlíšiť „artefakty“, ako sú škrabance na povrchu vzorky, a môžu poskytnúť primerane presné meranie počtu stôp na jednotku plochy. Ďalšia technika zahŕňa relatívne tenké plastové fólie, v ktorých sú stopy úplne vyleptané cez fóliu, aby sa vytvorili malé otvory. Tieto otvory potom môžu byť automaticky počítané pomalým prechodom filmu medzi súpravou vysokonapäťových elektród a elektronickým počítaním iskier, ktoré sa vyskytujú pri prechode otvoru.
Fólie na aktiváciu neutrónov
Pre radiačnú energiu niekoľkých MeV a nižších nenabíjajú nabité častice a rýchle elektróny jadrové reakcie v absorpčných materiáloch. Gama lúče s energiou nižšou ako niekoľko MeV tiež ľahko neindukujú reakcie s jadrom. Preto, keď je týmito formami žiarenia bombardovaný takmer akýkoľvek materiál, jadrá zostávajú nedotknuté a v ožiarenom materiáli nie je indukovaná žiadna rádioaktivita.
Medzi bežné formy žiarenia sú neutróny výnimkou z tohto všeobecného správania. Pretože nenesú žiadny náboj, neutróny s nízkou energiou môžu ľahko interagovať s jadrom a vyvolať široký výber jadrových reakcií. Mnohé z týchto reakcií vedú k rádioaktívnym výrobkom, ktorých prítomnosť sa môže neskôr merať pomocou konvenčných detektorov na snímanie žiarenia emitovaného pri ich rozpadu. Napríklad veľa typov jadier bude absorbovať neutrón a vytvárať rádioaktívne jadro. V čase, keď je vzorka tohto materiálu vystavená neutrónom, sa hromadí populácia rádioaktívnych jadier. Keď sa vzorka odstráni z expozície neutrónov, populácia sa s daným polčasom rozpadne. V tomto rozklade sa takmer vždy vyžaruje určitý typ žiarenia, často beta častice alebo gama lúče alebo obidve, ktoré sa môžu potom spočítať pomocou jednej z metód detekcie opísaných nižšie. Pretože to môže súvisieť s úrovňou indukovanej rádioaktivity, z tohto merania rádioaktivity možno odvodiť intenzitu toku neutrónov, ktorému bola vzorka vystavená. Na vyvolanie dostatočnej rádioaktivity na umožnenie primerane presného merania sú potrebné relatívne intenzívne toky neutrónov. Aktivačné fólie sa preto často používajú ako technika na meranie neutrónových polí v okolí reaktorov, urýchľovačov alebo iných intenzívnych zdrojov neutrónov.
Na meranie pomalých neutrónov sa bežne používajú materiály ako striebro, indium a zlato, zatiaľ čo na rýchle meranie neutrónov sú možné voľby železo, horčík a hliník. V týchto prípadoch je polčas indukovanej aktivity v rozmedzí od niekoľkých minút do niekoľkých dní. Aby sa vytvorila populácia rádioaktívnych jadier, ktorá sa priblíži k maximálnemu možnému, polčas rozpadu indukovanej rádioaktivity by mal byť kratší ako čas vystavenia toku neutrónov. Súčasne musí byť polčas rozpadu dostatočne dlhý, aby sa umožnilo pohodlné počítanie rádioaktivity po odstránení vzorky z neutrónového poľa.
