核乳膠

核乳膠是一種記錄帶電粒子徑跡的特製照相乳膠。它比一般的照相乳膠層厚、密度大，即含更多的溴化銀，且顆粒細，分布均勻。當帶電粒子穿過核乳膠層時，可使其徑跡上的原子發生電離並在照相底板中形成潛像,經顯影和定影后可顯示出粒子的徑跡,再在顯微鏡下測量。

基本介紹

• 中文名：核乳膠
• 主要成分：溴化銀微晶體和明膠的混合物

簡介

核乳膠（nuclear emulsion），用特製的照相乳膠製成的能記錄單個帶電粒子徑跡的粒子徑跡探測

器。當有帶電粒子穿入時就會引起“感光”而留下徑跡，經過顯影和定影，可用顯微鏡觀察，根據測定粒子在核乳膠中的徑跡長度、銀粒密度和徑跡曲折程度可判定粒子的種類並測定它們的速度。乳膠是固體，其限止本領比空氣大千倍，高能粒子在空氣中的射程是幾米的話，在核乳膠中只有幾毫米，一個複雜的現象可以在一個小體積中顯示出來，因此核乳膠是研究高能粒子的很好工具，曾用它發現π±、k±、°等粒子（見介子，重子），是核物理、粒子物理和宇宙線研究中的重要工具。核乳膠具有空間解析度好、連續、靈敏、探測結果自動保存等性能，適用於產生多個帶電粒子的複雜反應研究及粒子衰變系列研究，以及輕便、簡單、經濟等優點；缺點是需經顯影定影，不能即時得到測量結果，需靠人工測量，要用顯微鏡，難於實現自動化等。

核乳膠

成分結構

核乳膠的主要成分是溴化銀微晶體和明膠的混合物，與普通照相底片乳膠不同在於含溴化銀的量大，晶粒小，乳膠層較厚。

發展簡史

1896年A.H.貝可勒爾發現鈾鹽使底片感光變黑後，人們就利用照相底片探測射線的總強度。隨著核物理研究發展的需要，經過多年的努力，出現了核乳膠。1949年初，出現了第一批核乳膠商業產品。

生產工藝

帶電粒子在乳膠中的作用可分為電子和離子兩個階段：在電子階段中，帶電粒子穿過溴化銀晶體，在晶體中產生一些自由電子，其中一部分落在乳膠的靈敏中心上；在離子階段中，俘獲了電子而帶負電的靈敏中心吸引間隙銀離子，結合成銀原子。上述二階段多次重複，靈敏中心上積累銀原子的量增大到一定程度後，就形成了乳膠的“潛影中心”。一個溴化銀微晶體只有一個潛影中心,經過顯影,就可以還原為銀粒。加工處理後的乳膠中，用顯微鏡可以觀察到在帶電粒子的路徑上所留下的一串斷斷續續的銀粒，這就叫做徑跡。徑跡的長度叫射程。如果事先用一系列已知能量和類別的帶電粒子入射到核乳膠上，測得射程-能量關係,則測量任一已知粒子徑跡的射程，就可以定出該粒子的能量。

乳膠中徑跡單位長度上的銀顆粒數目叫乳膠的顆粒密度，它同入射粒子的種類（質量、電荷）及速度有關。 電荷多、速度慢的入射粒子電離本領強，形成的潛影大，可顯幾率高，顆粒密度大。粒子在乳膠中運動，同原子碰撞而多次散射，改變運動方向，徑跡常有折曲。因此，根據徑跡顆粒密度的大小和折曲程度，可以判別粒子種類並測定它們的速度。

中性粒子不能直接形成徑跡，但是它們可以產生次級帶電粒子。通過對這些次級帶電粒子徑跡的測量，可以推算中性粒子的能量和數量。例如，快中子同乳膠中的氫核彈性散射產生反衝質子徑跡；慢中子同乳膠中的氮核引起N(n,p)C反應,或在乳膠中混入硼鹽,使慢中子同硼產生B(n,α)Li反應。通過記錄相應的質子或α粒子來探測中子。

套用領域

在粒子物理和宇宙線物理方面：過去曾用核乳膠陸續發現了 π介子、K介子、K介子以及 ∑超子、揈反超子等新粒子，並對許多基本粒子的性質進行了大量研究。到目前為止，核乳膠仍是宇宙線研究中的一種重要工具。在核物理方面:核乳膠用於中子能譜測量(見中子譜學）；原子核反應研究；在精細的核反應能譜學研究中作為磁譜儀的焦面探測器等。由於放射性同位素示蹤方法在生物學、醫藥學、冶金、農業等許多方面的套用，特別是電子顯微鏡放射自顯影技術的發展，進入了分子生物學的研究。核乳膠作為它們的探測器，具有靈敏度高，不破壞樣品，位置分辨好等優點。此外，原子核乳膠還可以用於鈾礦地質研究、中子照相、中子劑量測量（見中子劑量和防護）等。

核乳膠具有空間分辨本領好、連續、靈敏、高密度、探測結果自動保存等性能，適用於產生多個帶電粒子的複雜反應研究及粒子衰變系列研究。還有輕便、簡單、經濟等優點。缺點是：它需經顯影定影，不能當時得到測量結果；靠人工測量；要用顯微鏡測量徑跡參量，難於實現自動化，除了同磁譜儀配合使用外，一般乳膠工作由射程定能量，能量解析度比電探測器差；乳膠中成分比較複雜，能進行研究的靶核的種類和數量有限。

核乳膠依照靈敏度可分為以下幾種類型：①對一切帶電粒子都靈敏的核乳膠,常用於宇宙線物理,粒子物理學以及β、γ放射性研究中;②對能量為幾百兆電子伏以下的α粒子和幾十兆電子伏以下的質子靈敏,對β、γ射線不靈敏,這種核乳膠常用於原子核物理學及α放射性的探測中；③對質量數較大的核靈敏,對α、β、γ射線不靈敏，用於核裂變碎片研究中。

核乳膠在使用形態上又可分為如下幾種：塗在玻璃上的乳膠乾板；用於粒子物理和宇宙線物理的"乳膠疊"，有用於放射自顯影技術的液體乳膠和脫膜乳膠；還有用於核反應研究的各種載靶乳膠。