Іонізаційна камера

Іонізаційна камера
Прилад для дослідження і реєстрації ядерних частинок і випромінювання, дія якого заснована на здатності швидких заряджених частинок викликати іонізацію (Див. Іонізація) газу. І. к. Являє собою повітряний або газовий електричний конденсатор, до електродів якого прикладена різниця потенціалів V . При попаданні іонізуючих частинок в простір між електродами там утворюються електрони і іони газу, які, переміщаючись в електричному полі, збираються на електродах і фіксуються апаратурою.
прилад для дослідження і реєстрації ядерних частинок і випромінювання, дія якого заснована на здатності швидких заряджених частинок викликати іонізацію (Див. Іонізація) газу. І. к. Являє собою повітряний або газовий електричний конденсатор, до електродів якого прикладена різниця потенціалів V . При попаданні іонізуючих частинок в простір між електродами там утворюються електрони і іони газу, які, переміщаючись в електричному полі, збираються на електродах і фіксуються апаратурою. Найбільш простий є І. к. С паралельними плоскими електродами (дисками). Діаметр диска в кілька разів перевищує відстань між ними. У циліндричної І. к. Електроди - два коаксіальних циліндра, один з яких заземлений і служить корпусом І. к. ( рис. 1 ). Сферична І. к. Складається з 2 концентричних сфер (іноді внутрішній електрод - стрижень). Розрізняють І. к. Струмові і імпульсні. У струмових І. к. Гальванометром вимірюється сила струму I , створюваного електронами і іонами ( рис. 2 ). Залежність I від V ( рис. 3 ) - вольтамперная характеристика І. к. - має горизонтальний ділянку AB , де струм не залежить від напруги (струм насичення I 0 ). Це відповідає повному збиранню на електродах І.к. всіх утворилися електронів та іонів. Ділянка AB зазвичай є робочою областю І. к. Струмові І. к. Дають відомості про загальний інтегральному кількості іонів, що утворилися в 1 сек . Вони зазвичай використовуються для вимірювання інтенсивності випромінювань і для дозиметричних вимірювань (див. Дозиметричні прилади). Так як іонізаційні струми в І. к. Зазвичай малі (10 -10 -10 -15 а ), то вони посилюються за допомогою підсилювачів (Див. Підсилювач) постійного струму . В імпульсних І. до. Реєструються і вимірюються імпульси напруги, які виникають на опорі R ( рис. 4 ) при протіканні по ньому іонізаційного струму, викликаного проходженням кожної частки. Амплітуда і тривалість імпульсів залежать від величини R , а також від ємності З ( рис. 4 ). Для імпульсної І. к., Що працює в області струму насичення, амплітуда імпульсу пропорційна енергії E , втраченою часткою в обсязі І. к. Зазвичай об'єктом дослідження для імпульсних І. до. Є сильно іонізуючі короткопробежних частинки, здатні повністю загальмуватися в міжелектродному просторі (α-частинки, осколки ядер, що діляться). У цьому випадку величина імпульсу І. к. Пропорційна повній енергії частки і розподіл імпульсів по амплітудам відтворює розподіл часток по енергіях, т. Е. Дає енергетичний спектр частинок. Важлива характеристика імпульсної І. к. - її роздільна здатність, т. Е. Точність вимірювання енергії окремої частки. Для α-частинок з енергією 5 МеВ роздільна здатність досягає 0, 5%. В імпульсному режимі роботи важливо максимально скоротити час τ спрацьовування І. к. Підбором величини R можна домогтися того, щоб імпульси І.к. відповідали збору тільки електронів, набагато більш рухливих, ніж іони. При цьому вдається значно зменшити тривалість імпульсу і досягти τ Іонізаційна камера 1 мксек. Варіюючи форму електродів І. к., Склад і тиск наповнює її газу, забезпечують найкращі умови для реєстрації певного виду випромінюванні. В І. к. Для дослідження короткопробежних частинок джерело поміщають всередині камери або в корпусі роблять тонкі вхідні віконця з слюди або синтетичних матеріалів. В І. к. Для дослідження гамма-випромінювань (Див. Гамма-випромінювання) іонізація обумовлена ​​вторинними електронами, вибитими з атомів газу або стінок І. к. Чим більше обсяг І. к., Тим більше іонів утворюють вторинні електрони. Тому для вимірювання γ-випромінюванні малої інтенсивності застосовують І. до. Великого обсягу (кілька л і більше). І. к. Може бути використана і для вимірювань нейтронів. В цьому випадку іонізація викликається ядрами віддачі (зазвичай протонами), створюваними швидкими нейтронами, або α-частинками, протонами або γ-квантами, що виникають при захваті повільних нейтронів ядрами 10 B, 3 He , 113 Cd. Ці речовини вводяться в газ або стінки І. к. Для дослідження часток, що створюють малу щільність іонізації, використовуються І. к. С газовим посиленням (див. Пропорційний лічильник). І. к. Застосовують також при дослідженні космічних променів (див. Калориметр іонізаційний). Літ. : Калашникова В. І., Козодаев М. С., Детектори елементарних часток, М., 1966 (Експериментальні методи ядерної фізики, ч. 1); Альфа-, бета- і гамма-спектроскопія, під ред. К. Зігбана, пров. з англ. , В. 1, М., 1969. До. П. Митрофанов.

Рис.1. Перетин циліндричної іонізаційнийкамери: 1 - циліндричний корпус камери, службовець негативним електродом; 2 - циліндричний стержень, службовець позитивним електродом; 3 - ізолятори.

Рис. 2. Схема включення струмового іонізаційнийкамери: V - напруга на електродах камери; G - гальванометр, що вимірює іонізаційний струм.

Рис. 3. Вольтамперная характеристика іонізаційнийкамери.

Рис. 4. Схема включення імпульсної іонізаційної камери: С - ємність збирає електрода; R - опір.

Велика радянська енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. 1969-1978.