Физическая энциклопедия - ионизационная камера

детектор ч-ц, действие к-рого основано на способности заряж. ч-ц вызывать ионизацию газа. И. к. представляет собой электрич. конденсатор, заполненный газом, к электродам к-рого приложена разность потенциалов V. При попадании регистрируемых ч-ц в пр-во между электродами там образуются эл-ны и ионы, к-рые, перемещаясь в электрич. поле, собираются на электродах. В цепи камеры появляется электрич. ток. Применяются И. к. с параллельными плоскими электрода ми, цилиндрическими коаксиальными (рис. 1) электродами и сферич. электродами (две концентрич. сферы, иногда внутр. электрод стержень). Рис. 1. Сечение дилиндрич. ионизац. камеры: 1 -цилиндрич. корпус камеры, служащий отрицат. электродом; 2 цилиндрич. стержень, служащий положит. электродом; 3 изолятор. В токовых И. к. измеряется ток I, создаваемый эл-нами и ионами. Зависимость Iот V (вольт-амперная характеристика) имеет горизонтальный рабочий участок АВ (ток насыщения), к-рый соответствует полному собиранию на электродах всех образовавшихся эл-нов и ионов.

Токовые И. к. дают сведения об общем кол-ве ионов, образовавшихся в 1 с. Токи обычно малы (10-1010-15 А) и требуют усиления для регистрации (рис. 2). В импульсных И. к. регистрируются и измеряются импульсы напряжения, к-рые возникают на сопротивлении R при протекании по нему ионизац. тока, вызванного прохождением ч-цы. Рис. 2. Схема включения токовой ионизац.

камеры: V напряжение на электродах камеры; G гальванометр, измеряющий ионизационный ток. Амплитуда и длительность импульсов зависят от RC (рис. 3). Для импульсной И. к., работающей в области тока насыщения, амплитуда импульса пропорц.

энергии, потерянной ч-цей в объёме И. к. Рис. 3. Схема включения импульсной ионизац. камеры: С ёмкость собирающего электрода; R высокоомное сопротивление. Часто объекты исследования для импульсных И. к.короткопробежные ч-цы, способные полностью затормозиться в межэлектродном пр-ве (a-частицы, осколки делящихся ядер). В этом случае величина импульса И.

к. пропорц. полной энергии ч-цы, и распределение импульсов по амплитудам воспроизводит распределение ч-ц по энергиям, то есть И. к. явл. спектрометром. Разрешающая способность И. к. для a-частиц с энергией 5 МэВ составляет ок. 0,5%. Подбором R можно добиться того, чтобы импульсы И. к. соответствовали сбору только эл-нов, гораздо более подвижных, чем ионы.

При этом удаётся уменьшить длительность импульса до 1 мкс. В И. к. для исследования короткопробежных ч-ц источник помещают внутри камеры или в корпусе делают тонкие входные окошки из слюды или синтетич. материалов. В И. к. для исследования g-излучений ионизация обусловлена вторичными эл-нами (фотоэлектронами), выбитыми из атомов газа или из стенок И. к. Чем больше объём И. к., тем больше ионов образуют вторичные эл-ны. Поэтому для регистрации g-излучений малой интенсивности применяют И. к. большого объёма (неск. л). В случае детектирования нейтронов ионизация вызывается ядрами отдачи (обычно протонами), создаваемыми быстрыми нейтронами, либо a-частицами, протонами или g-квантами, возникающими при захвате медленных нейтронов ядрами 10В, 3Не, 113Cd, к-рые вводятся в газ или в стенки камеры. И. к.один из самых старых детекторов, применявшихся ещё в первых опытах англ. физика Э. Резерфорда. Однако благодаря простоте она продолжает использоваться особенно в дозиметрии, для контроля за работой ускорителей и яд. реакторов, при исследовании косм. лучей и др. В физике ч-ц высоких энергий нашли применение И. к., наполненные жидким аргоном. Это увеличивает тормозную способность И. к. и усиливает её электрич. сигнал в 103 раз. .