Camera de ionizare
Camera de ionizare - cel mai simplu detector plin cu gaz. Este un sistem de două sau trei electrozi într-un volum umplut cu un gaz (He + Ar, Ar + C2 H2. Ne). Camera de ionizare poate fi realizată sub formă de condensator plat sau cilindric. Mărimea tensiunii aplicate (de obicei sute de volți) este ales astfel încât camera formată cu palma tarifelor libere particule încărcate cât mai repede posibil, fără a fi recombinate electrozii au ajuns.
Camerele de ionizare sunt integrate și pulsate. La integrarea camerelor pentru fluxuri mari de particule, impulsurile se îmbină și un curent proporțional cu eliberarea medie de energie
Schema camerei de ionizare
În camerele de impuls se înregistrează impulsuri separate de la fiecare particulă ionizantă. Camerele pulsate sunt, de obicei, trei electrozi. Volumul de lucru este spațiul dintre catod și grilă. Electronii formați ca rezultat al ionizării sub acțiunea câmpului Ex se deplasează într-o direcție spre rețea, trec prin ea sub acțiunea câmpului Ea> Ex și se colectează la anod. Mai mulți electroni mobili sunt colectați într-un timp de 10-6 s. Ionii pozitivi, timp de colectare care este de trei ordine de mărime mai mult în acest timp, rămân practic la locul lor. Grila de ecran anodul de la acțiunea de inducție a ionilor pozitivi.
Rezoluția timpului camerei de ionizare este determinată de timpul de colectare a încărcăturii. Astfel, atunci când se înregistrează pulsul curent de la electroni, rezoluția de timp a camerei de ionizare va ajunge la 10-6 s.
Dacă particula se oprește complet în volumul camerei, atunci cu valoarea încărcării colectate (numărul de electroni care ajung la anod) este ușor de determinat energia particulei. Această energie este egală cu produsul numărului de electroni n de energia medie necesară pentru a forma o particulă a unei perechi de electroni-ioni (pentru un gaz de 30-40 eV).
Un exemplu. Estimați magnitudinea curentului dintr-o particulă cu energie E = 5 MeV, oprită complet în volumul camerei de ionizare (intervalul unei astfel de particule în aer este de aproximativ 4 cm).
Efectuăm o estimare pentru componenta electronică a curentului. Să calculam numărul de electroni formați în volumul camerei de ionizare
ne = E / 5 MeV / 35 eV 1.5. 10 5.
Aceasta corespunde taxei colectate 1.5. 10 5 x 1,6. 10 -19 Pendant = 2.4. 10 -14 CI. Valoarea medie a curentului de electroni
Un exemplu. Estimați rezoluția energetică limitativă a camerei de ionizare pentru particulele cu energie E = 5 MeV.
Rezoluția energetică a camerei de ionizare E / E este limitată de fluctuațiile pierderilor de ionizare ale particulei în mediul gazos al detectorului. Deoarece aceste fluctuații respectă distribuția Poisson, rezoluția de limitare a energiei se găsește din relație (vezi statisticile din microworld)
E / E 1 / = (1,5.105) -1 / 2,
unde n este numărul de perechi de electroni-ioni. Pentru o particulă de 5-MeV acest lucru dă E / E 2.5. 10 -3 și E 12,5 keV.
Dezavantajul camerei de ionizare este curenții foarte scăzuți. Acest dezavantaj al camerei de ionizare este depășit în detectoarele de ionizare cu amplificare de gaz.
Pentru a înregistra neutronii, se utilizează o modificare specială a camerei de ionizare - camera de fisiune.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: