Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ИОНИЗАЦИО́ННАЯ КА́МЕРА

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 11. Москва, 2008, стр. 544

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: А. С. Фомичёв

ИОНИЗАЦИО́ННАЯ КА́МЕРА, де­тек­тор час­тиц, дей­ст­вие ко­то­ро­го ос­но­ва­но на спо­соб­но­сти бы­ст­рых за­ря­жен­ных час­тиц вы­зы­вать ио­ни­за­цию га­за; слу­жит для оп­ре­де­ле­ния энер­гии час­тиц и их иден­ти­фи­ка­ции. И. к. при­ме­ня­лась ещё в пер­вых опы­тах Э. Ре­зер­фор­да по изу­че­нию ра­дио­ак­тив­но­сти. Ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся в до­зи­мет­рии, для кон­тро­ля за ра­бо­той ус­ко­ри­те­лей и ядер­ных ре­ак­то­ров, в экс­пе­рим. ядер­ной фи­зи­ке, в ис­сле­до­ва­ни­ях кос­мич. лу­чей и др.

И. к. пред­став­ля­ет со­бой замк­ну­тый со­суд, за­пол­нен­ный га­зом (ино­гда сжи­жен­ным), где раз­ме­ще­ны элек­тро­ды, к ко­то­рым че­рез со­про­тив­ле­ние на­груз­ки $R_н$ при­кла­ды­ва­ет­ся раз­ность по­тен­циа­лов $U$. За­ря­жен­ные час­ти­цы при про­хож­де­нии в га­зе те­ря­ют свою энер­гию на ио­ни­за­цию ве­ще­ст­ва; об­ра­зо­вав­шие­ся элек­тро­ны и по­ло­жи­тель­ные ио­ны дви­жут­ся со­от­вет­ст­вен­но к по­ло­жи­тель­ным и от­ри­ца­тель­ным элек­тро­дам ка­ме­ры. При этом в це­пи воз­ни­ка­ет элек­трич. ток, со­стоя­щий из элек­трон­ной и ион­ной ком­по­нент. Под­виж­ность ио­нов оп­ре­де­ля­ет­ся их мас­сой, со­ста­вом га­за и его дав­ле­ни­ем и ока­зы­ва­ет­ся при­мер­но в 1000 раз мень­ше под­виж­но­сти элек­тро­нов. Под­бо­ром со­про­тив­ле­ния $R_н$ и вход­ной ём­ко­сти мож­но до­бить­ся то­го, что­бы им­пуль­сы на­пря­же­ния И. к. со­от­вет­ст­во­ва­ли сбо­ру толь­ко элек­тро­нов, го­раз­до бо­лее по­движ­ных, чем ио­ны. Вре­мя со­би­ра­ния элек­тро­нов обыч­но со­став­ля­ет не бо­лее 1 мкс. Ве­ли­чи­на раз­но­сти по­тен­циа­лов $U$ ус­та­нав­ли­ва­ет­ся та­ким об­ра­зом, что­бы све­сти к ми­ни­му­му по­те­ри, про­ис­хо­дя­щие в ре­зуль­та­те ре­ком­би­на­ции ио­нов, и ис­клю­чить удар­ную ио­ни­за­цию и ав­то­элек­трон­ную эмис­сию.

В спек­тро­мет­рич. ис­сле­до­ва­ни­ях час­то при­ме­ня­ет­ся И. к. с сет­кой Фри­ша – треть­им элек­тро­дом с вы­со­кой про­ни­цае­мо­стью, ус­та­нав­ли­вае­мым ме­ж­ду ка­то­дом и ано­дом. В та­кой ка­ме­ре ам­пли­ту­да вы­ход­но­го сиг­на­ла не за­ви­сит от уг­ла вы­ле­та час­ти­цы, ес­ли ио­ни­за­ция соз­да­ёт­ся толь­ко ме­ж­ду сет­кой и от­ри­ца­тель­ным элек­тро­дом. Это обу­слов­ле­но тем, что все об­ра­зо­вав­шие­ся в ка­ме­ре элек­тро­ны про­хо­дят оди­на­ко­вое рас­стоя­ние в по­ле ме­ж­ду сет­кой и по­ло­жи­тель­ным элек­тро­дом. В дан­ном слу­чае воз­ни­ка­ет не­ко­то­рая временнáя за­держ­ка ме­ж­ду мо­мен­том ио­ни­за­ции и им­пуль­сом то­ка, рав­ная вре­ме­ни про­лё­та элек­тро­нов от мес­та их об­ра­зо­ва­ния до сет­ки. Раз­де­ле­ние элек­тро­нов и ио­нов при по­мо­щи по­ля сет­ки обес­пе­чи­ва­ет не толь­ко бы­строе со­би­ра­ние но­си­те­лей за­ря­да, но и умень­ша­ет за­ви­си­мость ам­пли­ту­ды вы­ход­но­го им­пуль­са от на­прав­ле­ния дви­же­ния час­ти­цы. Энер­ге­тич. раз­ре­ше­ние И. к. с сет­кой мо­жет со­став­лять 0,5% для $α$-час­тиц с энер­ги­ей 5 МэВ. Ес­ли элек­трич. по­ле па­рал­лель­но тра­ек­то­рии де­тек­ти­руе­мых час­тиц, то фор­ма сиг­на­ла с ано­да И. к. мо­жет не­сти ин­фор­ма­цию об удель­ных ио­ни­за­ци­он­ных по­те­рях вдоль тра­ек­то­рии (кри­вая Брэг­га). Та­кие ка­ме­ры (т. н. брэг­гов­ские И. к.) на­шли ши­ро­кое при­ме­не­ние в фи­зи­ке низ­ких и про­ме­жу­точ­ных энер­гий как час­ти мно­го­де­тек­тор­ных ус­та­но­вок. И. к., на­пол­нен­ная во­до­ро­дом под дав­ле­ни­ем ок. 105 Па, мо­жет эф­фек­тив­но ис­поль­зо­вать­ся в фи­зи­ке про­ме­жу­точ­ных и вы­со­ких энер­гий.

Лит.: Ля­пи­дев­ский В. К. Ме­то­ды де­тек­ти­ро­ва­ния из­лу­че­ний. М., 1987; Experimental apparatus for the study of small angle neutron-pro­ton elastic scattering at intermediate energies // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1988. Vol. A270. P. 419–430; The 4pi-fragment-spectrometer FOBOS // Ibid. 1998. Vol. A403. P. 65–97.

Вернуться к началу