Detektory kolejových cest
Když nabitá částice zpomalí a zastaví se v pevné látce, energie, která se usadí podél její dráhy, může způsobit trvalé poškození materiálu. Je obtížné pozorovat přímý důkaz tohoto lokálního poškození, a to i při pečlivém mikroskopickém vyšetření. U určitých dielektrických materiálů však může být přítomnost poškozené dráhy odhalena chemickým leptáním (erozí) povrchu materiálu pomocí roztoku kyseliny nebo báze. Pokud nabité částice ožarovaly povrch v minulosti v minulosti, pak každá z nich zanechává stopu poškozeného materiálu, která začíná na povrchu a zasahuje do hloubky rovnající se rozsahu částice. Ve zvolených materiálech je rychlost chemického leptání podél této dráhy vyšší než rychlost leptání nepoškozeného povrchu. Proto, jak leptání postupuje, je v poloze každé stopy vytvořena jáma. Během několika hodin se tyto jámy mohou dostatečně zvětšit, takže je lze vidět přímo pod mikroskopem s nízkým výkonem. Měření počtu těchto jám na jednotku plochy je pak měřítkem toku částic, kterému byl povrch vystaven.
Po dráze je minimální hustota poškození, která je nutná, než je míra leptání dostatečná k vytvoření jámy. Protože hustota poškození koreluje s dE / dx částice, je nejvyšší pro nejtěžší nabité částice. V jakémkoli daném materiálu je vyžadována určitá minimální hodnota pro dE / dx, než se budou vyvíjet jámy. Například v minerální slídě jsou jámy pozorovány pouze z energetických těžkých iontů, jejichž hmotnost je 10 nebo 20 atomových hmotnostních jednotek nebo více. Mnoho běžných plastových materiálů je citlivějších a vyvine leptací jámy pro ionty s nízkou hmotností, jako je helium (částice alfa). U některých zvláště citlivých plastů, jako je dusičnan celulózy, se vytvoří jámy i pro protony, které nejméně poškozují těžké nabité částice. Nebyly nalezeny žádné materiály, které by produkovaly jámy pro nízké dE / dx stopy rychlých elektronů. Díky tomuto prahovému chování jsou takové detektory zcela necitlivé na beta částice a gama paprsky. Tuto imunitu lze využít v některých aplikacích, kde je třeba zaznamenat slabé toky těžkých nabitých částic v přítomnosti intenzivnějšího pozadí záření gama. Například, mnoho environmentálních měření alfa částic produkovaných rozpadem radonového plynu a jeho dceřiných produktů se provádí pomocí plastového filmu s leptací vrstvou. V pozadí všudypřítomných paprsků gama by za těchto okolností dominovala reakce mnoha jiných typů detektorů. U některých materiálů se ukázalo, že trať poškození zůstává v materiálu po dobu neurčitou a jámy mohou být leptány mnoho let po expozici. Leptací vlastnosti jsou však potenciálně ovlivněny vystavením světlu a vysokým teplotám, proto je třeba při dlouhodobém skladování exponovaných vzorků postupovat opatrně, aby se zabránilo vyblednutí poškozených stop.
Byly vyvinuty automatizované metody pro měření hustoty jímky etch pomocí mikroskopických stupňů spojených s počítači pomocí vhodného softwaru pro optickou analýzu. Tyto systémy jsou schopny do určité míry rozlišovat mezi „artefakty“, jako jsou škrábance na povrchu vzorku, a mohou poskytovat přiměřeně přesné měření počtu stop na jednotku plochy. Jiná technika zahrnuje relativně tenké plastové fólie, ve kterých jsou stopy úplně leptány skrz fólii, aby se vytvořily malé otvory. Tyto díry pak mohou být automaticky počítány pomalým průchodem filmu mezi sadou vysokonapěťových elektrod a elektronickým počítáním jisker, ke kterým dochází při průchodu díry.
Neutronové aktivační fólie
Pro radiační energie několika MeV a nižších, nabité částice a rychlé elektrony neindukují jaderné reakce v absorpčních materiálech. Gama paprsky s energií nižší než několik MeV také snadno neindukují reakce s jádry. Proto, když je těmito formami záření bombardován téměř jakýkoli materiál, jádra zůstávají nedotčena a v ozářeném materiálu není indukována žádná radioaktivita.
Mezi běžné formy záření patří neutrony k tomuto obecnému chování. Protože nenesou žádný náboj, neutrony s nízkou energií mohou snadno interagovat s jádry a vyvolat široký výběr jaderných reakcí. Mnoho z těchto reakcí vede k radioaktivním produktům, jejichž přítomnost může být později měřena pomocí konvenčních detektorů pro snímání vyzařování emitovaných při jejich rozpadu. Například mnoho typů jader absorbuje neutron za vzniku radioaktivního jádra. Během doby, kdy je vzorek tohoto materiálu vystaven neutronům, se hromadí populace radioaktivních jader. Když je vzorek odebrán z expozice neutronů, populace se s daným poločasem rozpadne. V tomto rozkladu se téměř vždy vyzařuje určitý typ záření, často beta částice nebo paprsky gama nebo obojí, které lze poté spočítat pomocí jedné z níže popsaných aktivních detekčních metod. Protože to může souviset s úrovní indukované radioaktivity, lze z tohoto měření radioaktivity odvodit intenzitu toku neutronů, kterému byl vzorek vystaven. K vyvolání dostatečné radioaktivity pro umožnění přiměřeně přesného měření jsou vyžadovány relativně intenzivní toky neutronů. Aktivační fólie se proto často používají jako technika k měření neutronových polí kolem reaktorů, urychlovačů nebo jiných intenzivních zdrojů neutronů.
Pro měření pomalých neutronů se běžně používají materiály jako stříbro, indium a zlato, zatímco pro rychlé měření neutronů jsou možné volby železo, hořčík a hliník. V těchto případech je poločas indukované aktivity v rozmezí několika minut až několika dnů. Aby se vytvořila populace radioaktivních jader, která se přiblíží k maximálnímu možnému, měl by být poločas indukované radioaktivity kratší než doba vystavení toku neutronů. Zároveň musí být poločas rozpadu dostatečně dlouhý, aby umožnil pohodlné počítání radioaktivity, jakmile bude vzorek odebrán z neutronového pole.
