Импульсная ионизационная камера

Газовые ионизационные детекторы

При движении заряженных частиц в газах в результате ионизации образуются электроны и ионы. Если же ионизация происходит в объеме между двумя электродами, которые имеют различные потенциалы, то за счет движения электронов и ионов к соответствующим электродам в электрической цепи возникает ток.

Ионизационные методы регистрации основаны на измерении заряда и тока, создаваемого заряженными частицами при прохождении газового детектора. Заряд же, созданный частицей, будет определяться ее ионизационными потерями в газе детектора. Поэтому очень важно знать, какая энергия в среднем расходуется на создание одной пары ионов в том или ином газе и как эта средняя энергия зависит от природы и скорости заряженной частицы.

Все газовые детекторы представляют собой конденсаторы, в которых пространство между электродами заполнено каким-либо газом. В зависимости от величины и распределения напряженности электрического поля в газовом промежутке эти детекторы обладают разными свойствами. Рассмотрим, например, детектор в виде цилиндрического конденсатора, который состоит из металлической или металлизированной изнутри стеклянной трубки 1 и тонкой металлической нити 2, натянутой по оси цилиндра. Пусть такой детектор наполнен аргоном, нить служит анодом, а внутренняя поверхность цилиндра -катодом. На рис.1 приведена принципиальная схема включения такого детектора: R - сопротивление утечки, а С - распределенная емкость, которая включает в себя межэлектродную емкость конденсатора, емкость монтажа и входную емкость усилителя.

При прохождении заряженных частиц через объем детектора в результате ионизации образуются электроны и ионы, которые под действием электрического поля двигаются (дрейфуют) к соответствующим электродам. Во время движения электронов и ионов во внешней цепи индуцируется ток, заряжающий емкость С. Если выбрать сопротивление утечки R настолько большим, чтобы за время зарядки емкости С током она не разряжалась, то величина амплитуды А возникающего при этом импульса будет определяться величиной заряда Q, созданного в объеме детектора, А = Q/C.

Импульсная ионизационная камера

Конструкция, форма ионизационных камер обычно определяется задачами эксперимента. Встречаются плоские, цилиндрические и сферические ионизационные камеры.

Ионизационная камера представляет собой изолированный газовый объем, в котором расположены, в простейшем случае, два электрода. При подаче на электроды постоянного напряжения в пространстве между ними создается электрическое поле.

В ионизационной камере с плоскопараллельными электродами электрическое поле однородно. На рис.2 приведена принципиальная схема такой камеры. Заряженная частица, проходя через рабочий объем камеры, производит ионизацию атомов газа, в результате чего вдоль пути частицы образуются электроны и положительные ионы. Под действием электрического поля электроны и ионы начинают двигаться к соответствующим электродам камеры, а во внешней цепи камеры индуцируется ток, заряжающий емкость камеры С. Зарядка емкости С, а вместе с ней и нарастание импульса напряжения на выходе камеры прекращаются, как только все электроны и ионы, созданные в газе камеры, достигнут соответствующих электродов. Наряду с этим

происходит разрядка емкости С через сопротивление R, приводящая к спаду импульса напряжения на выходе камеры.

Поиск по сайту: