Б е та-спектр про метр, прилад, службовець для аналізу бета-спектрів (див. Бета-розпад ). Б.-с. застосовують також для дослідження енергетичного спектру g-променів по створюваним ними в речовині вторинним електронам (див. Гамма-спектрометр ).

Основними характеристиками Б.-с. є світлосила і роздільна здатність. Під світлосилою розуміють відношення числа електронів (або позитронів), яке використовується для аналізу, до повного числа часток, що випускаються радіоактивним джерелом. Світлосила Б.-с. залежить від їх конструкції і зазвичай становить від кількох десятих відсотка до декількох десятків відсотків. Роздільною здатністю Б.-с. називається найменше розходження в енергії (або, частіше, в імпульсі) електронів, яке може бути відмічено приладом. Роздільна здатність прецизійних Б.-с. досягає 0,01%. Як правило, прилади з кращою роздільною здатністю володіють меншою світлосилою.

Розрізняють Б.-с., що вимірюють енергію електронів по їх впливу на речовину, і Б.-с., дія яких заснована на просторовому розподілі електронів і позитронів, що мають різну енергію. До приладів першого типу відносяться Б.-с., засновані на іонізації, що виникає в речовині при гальмуванні електронів (див. сцинтиляційне спектрометр , іонізаційна камера ); Прилади цього типу мають велику світлосилою, але не дають можливості вимірювати енергію електронів з точністю, більшою ніж кілька відсотків (або навіть кілька десятків відсотків). До приладів другого типу належать Б.-с., в яких використовуються магнітні або електричні (для повільних електронів) поля. Зазвичай під Б.-с. розуміють прилади другого типу.

Найбільш прості по пристрою (і дають найкраще дозвіл) Б.-с. з поперечним магнітним полем (запропоновані польським фізиком Я. Даниш в 1912). У цих Б.-с. траєкторії електронів перпендикулярні силовим лініям поля. В однорідному поперечному полі електрони рухаються по колах (рис. 1), радіуси яких зростають з імпульсом р відповідно до формули:

pc = 300 B r, (1)

де рс - твір імпульсу електрона на швидкість світла з в ев; В - індукція магнітного поля в гс; r - радіус кола в см. При енергіях електронів в кілька МеВ розміри Б.-с. невеликі; він уміщається на лабораторному столі. Детектором електронів може служити фотопластинка (рис. 1). У цьому випадку одночасно реєструється цілий ділянку енергетичного спектру. При використанні в якості детекторів різного виду лічильників частинок (наприклад, Гейгера - Мюллера лічильника ) Магнітне поле спектрометра плавно змінюють, підводячи до детектора електрони з різними імпульсами р відповідно до формули (1) (рис. 2). Траєкторії електронів в Б.-с. проходять всередині вакуумної камери (вакуум порядку 10-1 - 10-3 мм рт. ст.).

Істотною властивістю Б.-с. з однорідним поперечним магнітним полем є їх здатність фокусувати частки, що вилетіли з джерела в різних напрямках в деякому інтервалі кутів. Після повороту на 180 ° траєкторії частинок, що вилетіли з джерела майже перпендикулярно до лінії, що з'єднує джерело і детектор, сходяться в детектора (рис. 3).

При русі електронів в однорідному магнітному полі складова їх швидкості, паралельна силовим лініям поля, зберігає свою величину. Якщо початкові швидкості електрон не перпендикулярні полю, їх траєкторії - гвинтові лінії. Проекція траєкторій на площину, перпендикулярну силовим лініям, є колом. У формулу (1) в цьому випадку входить складова імпульсу, перпендикулярна полю. Т. о., В однорідному магнітному полі не відбувається фокусування в напрямку поля. Домогтися подвійний (просторової) фокусування частинок вдається ціною відмови від однорідності поля. Для цієї мети застосовуються Б.-с. (запропоновані Н. Свартхольм і К. Сігбаном, Швеція, 1946), у яких магнітна індукція В спадає по радіусу r по формулі:

Кутова відстань між джерелом і детектором в Б.-с. з подвійним фокусуванням одно не 180 °, а 254 °.

У Б.-с. з секторної фокусуванням (рис. 4) відсутнє магнітне поле біля джерела і колектора, що є їхньою перевагою, але вони мають малу світлосилою.

Б.-с. з поздовжнім магнітним полем володіють властивістю просторової фокусування. У Б.-с. цього типу траєкторії витягнуті уздовж магнітного поля. Гвинтові лінії, утворені різними траєкторіями, створюють складну просторову картину. На рис. 5 зображена залежність відстані від електрона до поздовжньої осі спектрометра від шляху, пройденого вздовж осі, для двох електронів, що вилітають під різними кутами відносно осі приладу, т. Е. Щодо направлення поля. Траєкторії проходять на одному і тому ж відстані від осі в області кільцевого фокусу, в якому встановлюється кільцева діафрагма, що пропускає частинки з певним значенням імпульсу. Однорідне поздовжнє магнітне поле створюється соленоїдом, оточуючим прилад. За аналогією з оптикою такі соленоїди називають магнітним і лінзами (див. Електронна оптика ). Описаний прилад називається Б.-с. з довгою магнітної лінзою. Нерідко застосовують також прилади, у яких джерело і детектор розташовані поза соленоїдом (в напрямку його осі). Їх називають Б.-с. з короткою магнітної лінзою.

Широко поширені Б.-с. типу «апельсин». Магнітне поле таких приладів можна собі уявити як накладення секторних магнітних полів, які утворюються при обертанні поля (рис. 4) навколо лінії, що з'єднує джерело і детектор. Магнітні силові лінії в цьому випадку - кола, центри яких розташовані на осі приладу. Такі Б.-с. дозволяють отримати більшу светосилу і хорошу роздільну здатність.

Джерела, що застосовуються в бета-спектроскопії, виготовляють нанесенням шару радіоактивних речовин на тонкі підкладки (слюда, алюміній). Гальмування електронів в джерелі здатне викликати помітні спотворення спектра. Найкращі джерела отримують випаровуванням у вакуумі. Як детектори застосовують фотографічні пластинки, сцинтиляційні лічильники, лічильники Гейгера - Мюллера. На рис. 6 наведено b -спектр випромінювання радіоактивного ізотопу 177Lu, знятий за допомогою Б.-с.

Літ .: Альфа-, бета- і гамма-спектроскопія, під ред. К. Зігбана, пров. з англ., в. 1, М., 1969; Експериментальна ядерна фізика, під ред. Е. Сегре, пров. з англ., т. 3, М., 1961; Грошев Л. В. та Шапіро І. С., Спектроскопія атомних ядер, М., 1952.

Л. Л. Гольдін.

Схема руху електронів в подовжньому магнітному полі. Силові лінії поля паралельні осі приладу. Траєкторії електронів, що мають однаковий імпульс р, проходять в області діафрагми на одному і тому ж відстані від осі приладу (кільцева фокусування).

Мал. 6. Спектр випромінювання 177Lu. По осі абсцис відкладений імпульс електронів, виміряний в одиницях В r по осі ординат - зареєстрована детектором інтенсивність, поділена на В r. Піки на кривій обумовлені електронами, які виникають при внутрішньої конверсії g-променів, що випускаються при висвітленні дочірнього ядра 177Не. b -спектр 177Lu утворює п'єдестал, на якому височать конверсійні піки.

Траєкторія електронів в поперечному магнітному полі. Силові лінії поля перпендикулярні площині малюнка. Радіус кола, яку описує електрон, пропорційний його імпульсу.

Фокусування електронів в однорідному поперечному магнітному полі (напівкруговими фокусування). Траєкторії електронів, що вилетіли з джерела під невеликими кутами до осі у, сходяться в детектора.

Траєкторія електронів в b -спектрометре з лічильником Гейгера - Мюллера. Плавно змінюючи магнітне поле, до щілини спектрометра послідовно підводять частки з різними значеннями імпульсу р.

Схема пристрою b -спектрометра з секторної фокусуванням. Силові лінії поля перпендикулярні площині малюнка.