Черенковский детектор. 
Атомная и ядерная физика: радиоактивность и ионизирующие излучения

Черепковский счётчик — прибор для регистрации заряженных частиц и у-квантов, в котором используется излучение Черенкова-Вавилова.

Принцип работы этого детектора основан на регистрации излучения, возникающего при движении заряженной частицы со скоростью v большей скорости света и в прозрачной среде. Поскольку и =с/п, где с — скорость света в вакууме, с=4*ш⁸ м/с, ап — показатель преломления среды, то условие возникновения черенковского излучения имеет вид v > с/п.

Рис. 8. Схема счётчика Черенкова: 1 — цилиндрический радиатор; 2 — фокусирующая линза; 3 — фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Черепковское излучение является совместным излучением множества атомов среды, расположенных вдоль траектории движения частицы и поляризованных её электрическим полем. В данном случае излучает не частица, а среда. Волновой фронт этого излучения представляет собой поверхность конуса, вершиной которого является частица, а осью — её траектория. Угол при вершине конуса определяется скоростью частицы и свойствами среды.

Черенковское излучение можно наблюдать визуально и регистрировать с помощью фотоплёнки или ФЭУ. Черенковским детектором регистрируют частицы с энергиями вплоть до 100 ГэВ. Аппаратура, предназначенная для жидкостно-сцинтилляционных измерений, позволяет также регистрировать излучение Черенкова-Вавилова, возбуждаемое в прозрачных средах высокоэнергетическими р-частицами (пороговая энергия для возбуждения этого излучения в воде составляет 0,267 МэВ).

Обычно черенковский детектор состоит из радиатора (он может быть твёрдым, жидким или газообразным), оптической системы, обеспечивающей сбор и «доставку» черенковских фотонов к фотокатоду ФЭУ (светопровода) и самого ФЭУ (или нескольких ФЭУ).

Черенковские счётчики относятся к пороговым детекторам. Они регистрируют заряженные частицы, перемещающиеся со скоростью v>c Их применяют для регистрации быстрых электронов, протонов, пионов и других частиц. С помощью черенковского счётчика определяют энергию частиц. Для этого измеряют угол распространения фронта излучения Черенкова-Вавилова, который зависит от скорости частицы. Черенковские счётчики получили широкое применение в экспериментах на ускорителях заряженных частиц, т.к. они позволяют выделять частицы в определённом интервале скоростей.

Важность черенковского счётчика заключается в том, что он позволяет прямо (без специальных детекторов) измерять концентрации радионуклидов в водных растворах. На практике, при проведении радиометрических измерений водных проб различного происхождения: питьевой воды, природных, сбросных и технологических вод широкое распространение получил метод непосредственного измерения активности высокоэнергетичных (3-излучающих радионуклидов, растворенных в воде, по их черенковскому излучению. Этот метод наиболее экономичен. Он обеспечивает высокую чувствительность измерений при регистрации такого радионуклида, как 9°Sr. Однако точность получаемых результатов не всегда удовлетворительна, т.к. эффективность регистрации зависит от прозрачности раствора, уменьшение которой приводит к поглощению фотонов.