БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (КР)

Кристалли'ческий счётчик,прибор для регистрации ионизирующих излучений, основанный на появлении под их действием заметной электропроводности у диэлектриков. К. с. представляет собой монокристалл диэлектрика (обычно алмаз или сульфид кадмия CdS), на противоположные грани которого нанесены электроды (рисунок); к электродам приложена разность потенциалов. По принципу действия это — твердотельная ионизационная камера. Проходя через кристалл, заряженные частицы вызывают в нём ионизацию. Образующиеся в результате ионизации свободные носители заряда — электроны проводимости и дырки— движутся под влиянием электрического поля к соответствующим электродам. В результате в цепи К. с. течёт ток. Сила тока является мерой интенсивности потока ионизирующего излучения.

Отдельная ионизирующая частица вызывает в цепи К. с. кратковременный импульс тока, который после усиления можно зарегистрировать пересчётным прибором или амплитудным анализатором. При этом амплитуда импульса пропорциональна энергии частицы (если её пробег меньше размеров кристалла). Недостаток К. с. — поляризация диэлектрика. Часть носителей заряда при движении к электродам захватывается дефектами кристаллической решётки. Возникает внутреннее электрическое поле, возрастающее по мере облучения кристалла и ослабляющее действие приложенного внешнего поля. Это приводит к уменьшению амплитуды импульсов и к прекращению счёта. Для устранения поляризации применяют нагрев кристалла, его освещение, приложение переменного поля и т. п. Простота конструкции К. с., его малые размеры (несколько мм 3 ) и способность некоторых кристаллов (например, алмаза) работать при высоких температурах делают К. с. удобным для отдельных применений, например в дозиметрических устройствах. Для отдельных измерений, требующих анализа энергий частиц, лучшими свойствами обладает другая разновидность твердотельной ионизационной камеры — полупроводниковый спектрометр.

Лит.: Головин Б. М., Осипенко Б. П., Сидоров А. И., Гомогенные кристаллические счетчики ядерных излучений, «Приборы и техника эксперимента», 1961, № 6, с. 5; Дирнли Дж. и Нортроп Д. К., Полупроводниковые счетчики ядерных излучений, пер. с англ., М., 1966.

С. Ф. Козлов.

Блок-схема кристаллического счётчика, работающего в импульсном режиме

Кристалли'ческое по'ле, внутрикристаллическое поле, электрическое поле, существующее внутри кристаллов. Реже К. п. называют также образующееся внутри некоторых кристаллов магнитное поле. На коротких (порядка межатомных) расстояниях положительные и отрицательные заряды внутри кристалла не компенсируют друг друга и создают электрические поля. Напряжённость электрического поля в кристаллах может достигать значений ~ 10 8в/см и более.

Понятием К. п. пользуются при расчётах энергетического спектра парамагнитных ионов в ионных кристаллах и комплексных соединениях. В этом случае электрическое К. п. называют полем лигандов. К. п. называется слабым средним или сильным, если энергия взаимодействия электронов парамагнитного иона с К. п. меньше, сравнима или больше энергии спин-орбитального взаимодействия или электростатического взаимодействия электронов между собой. Для расчётов К. п. часто пользуются приближением точечных зарядов, когда реальные размеры ионов, атомов или их групп не учитываются и они рассматриваются как точечные заряды или электрические диполи, находящиеся в узлах кристаллической решётки. Потенциал К. п. обладает симметрией, определяющейся симметрией кристаллов. Величина и симметрия электрических К. п. в данной точке кристалла зависят от симметрии окружения этой точки и от деформаций в образце, возникающих, например, под влиянием внешних воздействий, от наличия примесей, дефектов и электрической поляризации кристалла. К. п. непрерывно колеблется в небольших пределах относительно своего среднего значения в соответствии с колебаниями кристаллической решётки.

Электрическое К. п. исследуют оптическими и радиоспектроскопическими методами [ электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), ядерный магнитный резонанс (ЯМР) и ядерный квадрупольный резонанс (ЯКР)]. Для оценки величины и определения локальной симметрии К. п. оптическими методами и методом ЭПР в диамагнитный кристалл (матрицу) часто вводят небольшие количества парамагнитных ионов, которые используются в качестве «атомных зондов». Исследование величины и симметрии К. п. позволяет изучить структуру твёрдых тел и энергию взаимодействия ионов с кристаллическим окружением. Такие диамагнитные матрицы с примесью парамагнитных ионов являются основой твердотельных лазеров и квантовых усилителей СВЧ.

Магнитные К. п., значительные по величине, возникают в кристаллах, содержащих парамагнитные ионы и атомы. Различают сверхтонкие и дипольные магнитные К. п. Сверхтонкие поля (10 5—10 6 э ) обусловлены т. н. сверхтонким взаимодействием магнитных моментов ядер и их электронного окружения и наблюдаются в основном на ядрах магнитных ионов. Дипольные магнитные поля создаются в окружающем пространстве парамагнитными ионами как и обычными магнитными диполями. Наибольшие значения дипольных полей 10 3—10 4 э, на расстояниях от магнитного иона ~10 -8 см. Эти значения полей характерны для магнитоупорядоченных кристаллов. В др. случаях магнитные поля быстро флуктуируют под действием тепловых колебаний и их средние значения близки к нулю. Магнитные К. п. в кристаллах исследуются методом ЯМР и с помощью Мёссбауэра эффекта.

Лит.: Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., М., 1964; Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Туров Е. А., Петров М. П., Ядерный магнитный резонанс в ферро- и антиферро-магнетиках, М., 1969.

М. П. Петров.

Кристаллогидра'ты,кристаллы, включающие молекулы воды. Многие соли, а также кислоты и основания выпадают из водных растворов в виде К. Типичными К. являются многие природные минералы, например гипс CaSO 4·2H 2O, карналлит MgCl 2·KCl·6H 2O. Кристаллизационная вода обычно может быть удалена нагреванием, при этом разложение К. часто идёт ступенчато; так, медный купорос CuSO 4·5H 2O (синий) выше 105 °С переходит в CuSO 4·5H 2O (голубой) и CuSO 4·H 2O (белый); полное обезвоживание происходит выше 250°С. Однако некоторые соединения (например, BeC 2O 4·H 2O) устойчивы только в форме К. и не могут быть обезвожены без разложения. См. также Вода, Минерал.