Spintariskooppi
Spintariskooppi on radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisen tutkimiseen tarkoitettu koje. Spintariskoopissa on sinkkisulfidivarjostin sekä mikroskooppi. Kun radioaktiivisesta aineesta sinkoaa alfahiukkasia, voidaan sinkkisulfidivarjostimessa havaita hiukkasen tuikahtelu eli skintillaatio.[1]
Kojeen keksiminen muokkaa
Spintariskoopin keksi William Crookes vuonna 1903.[2] Crookes tutkiskeli radiumbromidinäytteen ilmeisen tasaista, alfasäteilyn aiheuttamaa fluoresenssia sinkkisulfidilla päällystetyllä lasilevyllä. Hän sattui vahingossa kaatamaan osan näytteestä. Koska radiumbromidi oli sekä harvinaista että kallista, Crookes yritti saada kaiken aineen jälleen talteen. Kun Crookes tutkaili sinkkisulfidilla päällystettyä levyä mikroskoopilla, hän huomasi erillisiä valontuikahduksia. Tuikahtelun sai aikaan yksittäisten alfahiukkasten törmäily lasia vasten.[3]
Crookes hyödynsi sattumalta tekemäänsä löytöä ja kehitti laitteen, joka oli nimenomaisesti tarkoitettu tällaisen tuikahtelun seuraamiseen. Väline on putki, jonka yhdessä päässä on pieni sinkkisulfidivarjostin eli sinkkisulfidilla päällystetty lasilevy. Lähelle varjostinta oli asetettu pikkuruinen määrä radiumsuolaa. Radiumnäytettä oli mahdollista hieman liikuttaa, joka vaikutti tuikahdusten tiheyteen. Putken toisessa päässä taas on linssi, josta vastakkaisessa päässä olevaa lasiruutua saattaa tarkastella.[4] Crookes otti välineelleen nimen kreikan säkenöintiä tarkoittavasta sanasta σπινθήρ (kreik. spinthír).[3]
Jotta hiukkasten tuikahtelun voi havaita spintariskoopilla, täytyy silmien antaa ensin tottua täydelliseen pimeyteen ainakin 10 minuutin ajan.[5][6]
Havaintovälineenä muokkaa
Koje esiteltiin ensimmäisen kerran Royal Societyn erityisissä iltamissa 15. toukokuuta 1903, jossa se teki yleisöön vaikutuksen. Monet kuljettivat spintariskoppia taskussa tai laukussa esitelläkseen tieteen viimeisimpiä saavutuksia ystävilleen, ja niitä annettiin lapsille lahjoiksi. Tieteellisessä tutkimuksessa laitteen käyttö ei kuitenkaan ollut niin viihdyttävää. Työ oli hankalaa ja sitä saattoi tehdä vain muutaman minuutin kerrallaan, sen jälkeen täytyi pitää taukoa. Silmät täytyi aina totuttaa pimeään ja tuikahdusten laskeminen rasitti silmiä. Tuloksiakin kuitenkin saatiin. Esimerkiksi Ernest Rutherford teki kojeella tutkimuksiinsa vaikuttaneita havaintoja.[3] Tieteellisen tutkimuksen välineenä spintariskooppi sai nopeasti väistyä sitä tarkempien välineiden tieltä.
Spintariskoopeissa käytettiin 1940–60-luvuilla usein poloniumia. Poloniumia sisältävän spintariskoopin saattoi saada jopa Kix-aamiaismuropaketin kylkiäisenä vuonna 1947.[7][5] Kyseinen lelu oli Lone Ranger -"atomipommisormus" (engl. Atom Bomb Ring). Kullanvärisen sormuksen päällä oli "atomipommi", jonka kärki oli hopeanväristä metallia ja siinä oli irroitettava punainen pohjaosa. Kun tämän pohjaosan irrotti, ja antoi silmän tottua pimeyteen, saattoi jonkin ajan kuluttua seurata linssin läpi tuikahtelua, joka syntyy poloniumista irtoavien alfahiukkasten iskiessä sinkkisulfidiseen varjostimeen.[8]
Nykyaikaisissa spintariskoopeissa käytetään uraania, amerikiumia tai toriumia.[6] Sitä käytetään esimerkiksi lapsille ja nuorille tarkoitettuna havainto- ja oppimisvälineenä.[9]
Katso myös muokkaa
Lähteet muokkaa
- ↑ Jaakko Forsman et al.: Pieni tietosanakirja. 4, San Remo - Öölanti; s. 211, 291. Helsinki: Otava, 1928.
- ↑ Crookes, W. Certain Properties of the Emanations of Radium. Chemical News; Vol. 87:241; 1903.
- ↑ a b c Frame, Paul W.: William Crookes and the Turbulent Luminous Sea ORAU – Oak Ridge Associated Universities. Viitattu 20.7.2017. (englanniksi)
- ↑ Crookes Spinthariscope (ca. 1920s) ORAU – Oak Ridge Associated Universities. Viitattu 20.7.2017. (englanniksi)
- ↑ a b Gray, Theodore: Atoms and Eves : Before lava lamps and laser light, all you needed for romance was some radioactivity. Popular Science, June 2007, s. 86. Bonnier. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 20.7.2017.
- ↑ a b Gray, Theodore: A Thousand Points of Light 30.10.2007. Wolfram. (englanniksi)
- ↑ Gray, Theodore: Kiehtovat alkuaineet, s. 195, 203, 2013. Suomentanut Timo Hautala, Heli Ruuhinen. Docendo, 2015. ISBN 978-952-291-156-8.
- ↑ Lone Ranger Atom Bomb Ring Spinthariscope (1947 - early 1950s) 05/10/11. ORAU – Oak Ridge Associated Universities. Viitattu 20.7.2017. (englanniksi)
- ↑ The spinthariscope (Practical activities designed for use in the classroom with 11 to 19 year-olds.) Maaliskuu 2006. IOP Institute of Physics. Arkistoitu 24.1.2018. Viitattu 20.7.2017. (englanniksi)
Aiheesta muualla muokkaa
- Spintariskooppeja, ORAU Health Physics Historical Instrumentation Museum Collection – (orau.org)
- DIY spinthariscope – (www.popsci.com)
- History of particle detectors – (heraeus-technology.desy.de)