Часть 6 ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ

 

Раздел 17 ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА

 

17.2. Методы наблюдения и регистрации заряженных частиц

 

Ионизационная камера

 

Простейшая йонізаційна камера имеет
вид замкнутого сосуда, заполненного газом при определенном давлении, внутри которой
между электродами создается электрическое поле. Схема ее электрической цепи
изображен на рис. 17.1 (А,
К
— электроды iонізаційної камеры).

 

 

Рис. 17.1

 

В некоторых iонізаційних камерах одним из электродов являются стенки камеры,
а другим — проволочная нить, которая расположена в сосуде.

При обычных условиях газ между
электродами является диэлектриком, электрический ток через него не проходит. Если же
быстрая заряженная частица пролетает между электродами А и К, то газ в сосуде
iонізується, то есть в нем
появляются свободные электроны и положительные ионы. Под действием электрического поля
заряженные частицы начинают двигаться и в кругу возникает
iонізаційний ток.

Если при постоянной интенсивности iонізуючого фактора увеличивать
разность потенциалов между электродами, то сила
iонізаційного тока будет меняться. Зависимость силы iонізаційного тока от приложенного
напряжения (вольт-амперная характеристика) показана на рис. 17.2. На участке ОА
сила тока растет пропорционально приложенному напряжению
U. Дальнейший рост напряжения на участке ВС уже не
вызывает увеличение силы тока, поскольку все
iони, образовавшихся, достигают электродов, практически не
испытывая рекомбинации. Этот ток называют током насыщения. Сила тока
насыщения пропорциональна
интенсивности ионизирующего фактора —
количества частиц, попадающих в йонізаційну камеру. На участке С
D снова наблюдается рост
силы тока с увеличением
U из-за того, что электроны и iони приобретают в ускорительному
поле такой скорости, что при столкновениях с атомами и молекулами газа могут
iонізувати их. Общее количество
электронов и
iонов растет лавинообразно, резко
возрастает сила тока, возникает так называемое усиление. При дальнейшем росте
U происходит электрический пробой
газа между электродами.

 

Рис. 17.2

 

Iонізаційні камеры разделяют на два
виды: счетно-
iонізаційні, рассчитанные на регистрации
прохождения через камеру одной какой-нибудь частицы, и интегрирующие
iонізаційні, которые применяют для
измерения интенсивности потока частиц.
Iонізаційні камеры, в зависимости от формы электродов, имеющих вид сферического или плоского
конденсатора. Размеры их могут быть различными — от долей кубического миллиметра
до
сотен литров. Iонізаційні камеры, кроме
лабораторного назначения, являются также составными частями многих технических
приборов.

В исследованиях по физике ядра широко
используют счетчики, предназначенные для наблюдения и регистрации отдельных
заряженных частиц.

К ионизационных счетчиков относятся
пропорциональные счетчики и счетчики с самостоятельным газовым разрядом —
счетчики Гейгера — Мюллера.