|
|
это объем газа, Р к-ром на пек-ром расстоянии друг от друга находятся два плоских электрода. Если одновременно с прохождением заряж. частицы через газ (задержка ~10~в с) подать на электроды высокую разность потенциалов ( ≈ 5-5-10 кВ/см), то между электродами в том месте, где пройдет частица, про изойд╦т искровой пробой. Создавая систему из многих электродов, можно иол учить след частицы в виде цепочки искр. Пространственную картину события можно восстановить, фотографируя одновременно неси, фотоаппаратами.
В широкозаяорных камерах расстояние нижду электродами увеличено и искра следует за треком частип. вплоть до углов 45^ к поверхности электродов. В стримерных каморах высоковольтный импульс увеличивается QO амплитуде и укорачивается во времени. В результате каждый стример, развивающийся от электронов первичной ионизации, затухает, не доходя до электрода. Таким пут╦м достигается изотропность.
С внедрением ЭВМ в эксперимент большое развитие получили т. п. б е г, ф п л г. м о в ы е искровые камеры, в к-рых координаты искр «запоминаются» электронным способом. Напр., в проволочных искровых камерах электроды изготовлены в виде системы параллельных проволочек. Искровой пробой происходит между проволочками 2 раэл. плоскостей, номер проволочки запоминается электронным способом, напр, с помощью феррнтных колец, нанизанных па каждую проволоку и представляющих соОой стандартный элемент памяти ОВМ. После того пак событие зарегистрировано, вся информация о сработавших кольцах считывается в ЭВМ.
Электронные детекторы. Среди электронных Д. обширную группу составляют ионизац. Д- Наиб, простой из них ≈ ионизационная камера ≈ представляет собой нек-рый объ╦м газа С размещ╦нными в н╦м двумя электродами, между к-рыми приложено напряжение. Заряж. частица, проходя через газ, образует ионы и электроны, к-рыо собираются на электродах, создавая в цепи камеры ток. Наиб, часто употребляются плоские и
Uonacib напряжении ионизационной камеры
Область
ограниченной
Пропврци- лрспор-
(ональн ая'циональ- ОБ^асгь
область «ости Гейгера
Импульсы or сг частицы I We Ю* |f Импульсы о; космическ!
Непрерывный разряд
= 10-20
Зависимость амплитуды импульсов, вырабатываемых ииниза-цииниыыи детекторами, от тифнженил нл ялентродах в случае прохождяннн через аетентор быстрой космической частицы, образующей Ni=10≈2П чар пимов, и ix-частицы, создающей N * = 10' пар ионов.
цилиндрич. электроды, где анодом служит нить, а катодом внешний коаксиальный цилиндр, одновременно являющийся корпусом камеры. Ионнзиц. камеры применяются как для регистрации отд. частиц, так а для измерения интегр. потоков. Достоинства поняэац. камеры ≈ простота, над╦жность; недостаток ≈ малый уровень сигнала, к-рый определяется кол-ном пар ионов
и электронов, образованных в газе зарнж. частицей. Ионизац. камера имеет горизонтальный участок на вольт-амперной характеристике, соответствующий полному собиранию ионов и электронов (рис.).
Еслп продолжать повышать разность потенциалов на электродах, то электроны, движущиеся к аноду, будут приобретать все большую энергию и, начиная с нек-рого напряжения, будут сами ионизовать. Продолжая увеличивать разность потенциалов, можно добиться условий, когда вс╦ больше поколений электронов будут ионизовать, и зарнд. собираемый на аноде, будет и 10я≈ 10е раз превышать первичную ионизацию. Нта область напряжений паз. пропорциональной областью, а Д ≈ пропорциональным сч╦тчиком (область напряжений V\≈V2). Характерная особенность этой области состоит в том, что при пост, разности потенциалов и составе газа коэф. пропорциональности между первичной ионизацией и сигналом на аноде оста╦тся постоянным.
Продолжай увеличивать напряжение на электродах, мы попад╦м через область ограниченной иронорцио дальности в область Гейгера (Fa≈ F3), где заряд, собираемый на аноде Д., не зависит от иервичной иопияа-цни. Амплитуда импульса в этой области будет зависеть лишь от приложенного напряжения. Это происходит потому, что независимо от первичной затравочной ионизации лавина электронов распространяется вдоль всей нити счетчика и процесс обрывается тогда, когда поле анода полностью экранируется облаком медленных положит, ионов. Недостаток счетчика Гейгера ≈ относительно большое м╦ртвое время, определяемое временем дрейфа полов. М╦ртвое время уда╦тся уменьшить, обрывая распространение электронной лавины вдоль нити на пути ≈1 см. Это достигается либо подборой смеси рабочих газов, либо введением меха-нич. преград, либо электронной схемой (см. Гейгера сч╦тчик).
Прогресс в области ядерной электроники и внедрение ЭВМ в технику эксперимента привели к созданию системы нитяных пропорциональных сч&гчиков, объединяющих десятин тысяч отд. сч╦тчиков, li связи с этим появилась возможность объединить все преимущества электронного Д. с трековым. Пространственное разрешение при этом определяется размером отд. сч╦тчика. Дальнейший прогресс в улучшении пространственного разрешения Д. связан с появлением дрейфовых камер. Эти приборы представляют собой улучшенные пропорциональные сч╦тчики, в к-рык дополнительно измеряется время дрейфа первичных электронов до нити, что позволяет существенно (до долей мм) улучшить пространственное разрешение.
Иошиац. Д- сыграли и продолжают играть чрезвычайно важную роль в разл. областях науки и техники. В 1970 х гг. разработана ионизац. камера на сжиженных инертных газах. Замена газовой среды жидкой дозволила увеличить сигнал в ~1С13 раз. Трудности связаны с необходимостью работать при низких темп-рах и необходимостью высокой чистоты сжиженного газа. Пока не удалось создать жидкий ионизац. Д. с развитием электронной лавины.
Наиб, близок к ионизац. камере по принципу действия полупроводниковый детектор, к рый представляет собой ионизац. камеру, в к-рой роль газа играет долу-проводниковый кристалл. Полупроводниковый Д.≈ быстрый црнбор, его разрешающее время ~1()-' с, над╦жен в работе, не подвержен влиянию маги, полей; недостаток ≈ относительно небольшой объем Д.
Особую группу составляют Д., в к-рых используется свет, излучаемый при прохождении заряж. частиц через вещество. Это ≈ сцинтилляционняй детектор, черепковский сч╦тчик И Д. на переходном излучении. Основные элементы сцннтилляц. Д-≈ сцинтиллнтор, в к-рпм проходящая заряж- частица вызывает световую вспышку, и фотоэлектронный умножитель^ (ФЭУ), регистрирующий вспышку. Высокое временное рааре-
2 о. О
589
