Hệ thống máy dò đơn cực từ tiếp theo là các máy dò dấu vết hạt nhân (NTD). NTD có thể ghi lại đường đi của các hạt ion nặng. Nguyên tắc của NTD dựa trên một thực tế là khi một hạt ion nặng di chuyển bên trong NTD nó để lại những khu thiệt hại có dạng hình trụ nhỏ xung quanh vĩ đạo mà nó đi qua. Các thiệt hại này phụ thuộc vào năng lượng bên trong khu vực hình trụ. Vùng giới hạn vùng thiệt hại là một hàm của giá trị tích Z và (với c là vận tốc ánh sáng trong chân không) của các hạt ion hóa cao bay đến.
Hình 1.14: Sự phá vỡ các liên kết cao phân tử khi hạt tích bay qua
Để có thể nhìn thấy rõ tất cả các dấu vết thiệt hại mà hạt ion hóa để lại trên tấm plastic, sau khi bị tấn công bởi các hạt ion hóa các tấm plastic thường được ngâm trong các chất ăn mòn để tăng kích thước các dấu vết lên. Để bề mặt máy dò plastic bị ăn mòn theo cách thức có kiểm soát người ta sử dụng chất ăn mòn như Natri hydroxide nóng (NAOH), khu thiệt hại được tiết lộ có dạng hình nón etch-pit. Diện tích và độ sâu của etch-pit là một hàm tăng theo Z/ của hạt. Hình dưới đây tóm tắt quá trình ăn mòn tạo thành các hình nón etch –pit tương ứng với thời gian ăn mòn đối với một số hạt tương đối thông thường.
Hình 1.15: Nguyên tắc ăn mòn của các NTD.
Hình 1.15 a) là đường đi của hạt trong NTD. Hạt chuyển động tạo ra một vùng giới hạn thiệt hại trên quỹ đạo với bán kính Trong hình b) và c) là kết quả của sự ăn mòn phụ thuộc vào Z/ của hạt chuyển động hình b) hai nón etch-pit được hình thành trên hai mặt của tấm plastic; hình c) vết khắc được nối dài thêm làm cho hai nón etch-pit nối liền với nhau tạo thành một cái lỗ. Có thể đo lường chính xác Z/ của hạt ra các giá trị Z/ lớn, điều này được chỉ ra ở hình 1.16.
Hình 1.17 . Ảnh quét hiển vi điện tử các etch-pit tạo bởi các ions Fe 26 keV/u với
Các NTD nhạy hơn với năng lượng tích tụ trong quầng sáng của các tia do bức xạ dập tắt trong vùng lõi dày đặc gần một vĩ đạo đơn cực. Các NTD sau khi bị khắc được quét qua kính hiển vi điện tử. Có những dấu hiệu đặc biệt trên các NTD cho phép xác định vị trí lỗ chính xác ít hơn 100 trong nhiều lớp NTD được dùng trong thực nghiệm. Đơn cực từ là những hạt ion hóa rất mạnh do đó những dấu vết mà nó để lại trên các tấm NTD sẽ lớn hơn và sâu hơn so với các hạt ion hóa khác.