Іонізаційна камера
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Іонізаційна камера

Іонізаційна камера, прилад для дослідження і реєстрації ядерних часток і випромінюванні, дія якого заснована на здатності швидких заряджених часток викликати іонізацію газу. І. до. є повітряним або газовим електричним конденсатором, до електродів якого прикладена різниця потенціалів V . При попаданні іонізуючих часток в простір між електродами там утворюються електрони і іони газу, які, переміщаючись в електричному полі, збираються на електродах і фіксуються реєструючою апаратурою. Найбільш простою є І. до. з паралельними плоскими електродами (дисками). Діаметр диска у декілька разів перевищує відстань між ними. У циліндровій І. до. електроди — два коаксіальні циліндри, один з яких заземлений і служить корпусом І. до. ( мал. 1 ). Сферична І. до. складається з 2 концентричних сфер (інколи внутрішній електрод — стрижень).

загрузка...

  Розрізняють І. до. струмові і імпульсні. У струмових І. до. гальванометром вимірюється сила струму I , що створюється електронами і іонами ( мал. 2 ). Залежність I від V ( мал. 3 ) — вольтамперная характеристика І. до. — має горизонтальну ділянку AB , де струм не залежить від напруги (струм насичення I 0 ). Це відповідає повному збиранню на електродах І. до. всіх електронів, що утворилися, і іонів. Ділянка AB зазвичай є робочою областю І. до. Струмові І. до. дають зведення про загальну інтегральну кількість іонів, що утворилися в 1 сік . Вони зазвичай використовуються для виміру інтенсивності випромінювань і для дозиметричних вимірів (див. Дозиметричні прилади ). Оскільки іонізаційні струми в І. до. зазвичай малі (10 -10 —10 -15 а ), то вони посилюються за допомогою підсилювачів постійного струму.

  В імпульсних І. до. реєструються і вимірюються імпульси напруга, яка виникає на опорі R ( мал. 4 ) при протіканні по ньому іонізаційного струму, викликаного проходженням кожної частки. Амплітуда і тривалість імпульсів залежать від величини R , а також від ємності З ( мал. 4 ). Для імпульсної І. к., що працює в області струму насичення, амплітуда імпульсу пропорційна енергії E , втраченою часткою в об'ємі І. до. Зазвичай об'єктом дослідження для імпульсних І. до. є сильно іонізуючі короткопробежниє частки, здатні повністю загальмуватися в міжелектродному просторі (а-частки, осколки ядер, що діляться). В цьому випадку величина імпульсу І. до. пропорційна повній енергії частки і розподіл імпульсів по амплітудах відтворює розподіл часток по енергіях, тобто дає енергетичний спектр часток. Важлива характеристика імпульсної І. до. — її роздільна здатність, тобто точність виміру енергії окремої частки. Для а-часток з енергією 5 Мев роздільна здатність досягає 0,5%.

  В імпульсному режимі роботи поважно максимально скоротити час t спрацьовування І. до. Підбором величини R можна добитися того, щоб імпульси І. до. відповідали збору лише електронів, набагато рухливіших, ніж іони. При цьому удається значно зменшити тривалість імпульсу і досягти t ~ 1 мксек.

  Варіюючи форму електродів І. до., склад і тиск газу, що наповнює її, забезпечують найкращі умови для реєстрації певного вигляду випромінюванні. В И. до. для дослідження короткопробежних часток джерело поміщають усередині камери або в корпусі роблять тонкі вхідні віконця із слюди або синтетичних матеріалів. У І. до. для дослідження гамма-випромінювань іонізація обумовлена вторинними електронами, вибитими з атомів газу або стінок І. до. Чим більше об'єм І. до., тим більше іонів утворюють вторинні електрони. Тому для виміру g-віпромінюванні малої інтенсивності застосовують І. до. великого об'єму (декілька л і більш).

  І. до. може бути використана і для вимірів нейтронів. В цьому випадку іонізація викликається ядрами віддачі (зазвичай протонами), створюваними швидкими нейтронами, або а-частками, протонами або g-квантамі, що виникають при захваті повільних нейтронів ядрами 10 B, 3 He, 113 Cd. Ці речовини вводяться в газ або стінки І. до. Для дослідження часток, що створюють малу щільність іонізації, використовуються І. до. з газовим посиленням (див. Пропорційний лічильник ). І. до. застосовують також при дослідженні космічних променів (див. Калориметр іонізаційний ).

  Літ.: Калашникова Ст І., Козодаєв М. С., Детектори елементарних часток, М., 1966 (Експериментальні методи ядерної фізики, ч. 1); Альфа-, бета- і гамма-спектроскопія, під ред. До. Зігбана, пер.(переведення) з англ.(англійський), ст 1, М., 1969.

  До. П. Мітрофанов.

Мал. 4. Схема включення імпульсної іонізаційної камери: З — ємкість збираючого електроду; R — опір.

Мал. 3. Вольтамперная характеристика іонізаційної камери.

Мал. 2. Схема включення струмової іонізаційної камери: V — напруга на електродах камери; G — гальванометр, що вимірює іонізаційний струм.

Мал. 1. Перетин циліндрової іонізаційної камери: 1 — циліндровий корпус камери, службовець негативним електродом; 2 — циліндровий стрижень, службовець позитивним електродом; 3 — ізолятори.