1tom - 0538.htm
583
это объ╦м газа, в к-ром на иск-рои 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-н10 кВ/см), то между электродами в том месте, где пройд╦т частица, произойд╦т искровой пробой. Создавая систему из многих электродов, можно получить след частицы в виде цепочки искр. Пространственную картину события можно восстановить, фотографируя одновременно неск. фотоаппаратами.
В широкозазорных камерах расстояние можду электродами увеличено и искра следует за треком частиц вплоть до углов 45q к поверхности электродов. В стримерных каморах высоковольтный импульс увеличивается по 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. и. б е с ф и л ь 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 разл. плоскостей, номер проволочки запоминается электронным способом, напр, с помощью ферритных колец, нанизанных па каждую проволоку и представляющих собой стандартный элемент памяти ЭВМ. После того как 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-рые собираются на электродах, создавая в цепи камеры ток. Наиб, часто употребляются плоские и
а О
CD
и
Л
С.
X
Область напряжений ионизационной камеры
Область ограниченной Прспорци-лропор;-1снальная1циональ Область
Импульсы от а частицы
Импульсы от космической ;'
О1
Непрерывный разряд
Зависимость амплитуды импульсов, вырабатываемых ионизационными детекторами, от напряжения на электродах в случае прохождения через детектор быстрой космической частицы, образующей JV?=1{)≈20 пар ионов, и сс-частицы, создающей JV=
= 10s пар ионов.
цилиндрич. электроды, где анодом служит нить, а катодом внешний коаксиальный цилиндр» одновременно являющийся корпусом камеры. Ионизац. камеры применяются как для регистрации отд. частиц, так и для измерения интегр. потоков. Достоинства ионизац. камеры ≈ простота, над╦жность; недостаток ≈ малый уровень сигнала, к-рый определяется кол-вом пар ионов
и электронов, образованных в газе заряж - частицей. Ионизац. камера имеет горизонтальный участок на вольт-амперной характеристике, соответствующий полному собиранию ионов и электронов (рис.).
Если продолжать повышать разность потенциалов на электродах, то электроны, движущиеся к аноду, будут приобретать вс╦ большую энергию и, начиная с нск-рого напряжения, будут сами ионизовать. Продолжая увеличивать разность потенциалов, можно добиться условий, когда вс╦ больше поколений электронов будут ионизовать, и заряд, собираемый на аноде, будет в 103≈10е раз превышать первичную ионизацию. Эта область напряжений наз, пропорциональной областью, а Д-≈ пропорциональным сч╦тчиком (область напряжений FJ≈У2). 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,
Продолжая увеличивать напряжение на электродах, мы попад╦м через область ограниченной пропорциональности в область Гейгера (V2≈V^}t где заряд, собираемый на аноде Д., не зависит от первичной ионизации. 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 сч╦тчика и процесс обрывается тогда, когда поле анода полностью экранируется облаком медленных положит, ионов. Недостаток сч╦тчика Гейгера ≈ относительно большое м╦ртвое время, определяемое временем дрейфа попов. М╦ртвое время уда╦тся уменьшить, обрывая распространение электронной лавины вдоль нити на пути ~1 см. Это достигается либо подбором 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╦тчиков, объе-диняющнх десятки тысяч отд. сч╦тчиков. В 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-рых дополнительно измеряется время дрейфа первичных электронов до нити, что позволяет существенно (до долей мм) улучшить пространственное разрешение.
Ионизац. Д. сыграли и продолжают играть чрезвычайно важную роль в разл. областях науки и техники, В 1970-х гг. разработана ионнзац. камера на сжиженных инертных газах. Замена газовой среды жидкой позволила увеличить сигнал в ~103 раз. Трудности связаны с необходимостью работать при низких темп-pax 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 полупроводниковый кристалл. Полупроводниковый Д.≈ быстрый прибор, его разрешающее время ~Ю~9 с, над╦жен в работе, не подвержен влиянию маги, полей; недостаток ≈ относительно небольшой объ╦м Д.
Особую группу составляют Д., в к-рых используется свет, излучаемый при прохождении заряж. частиц через вещество. Это ≈ сцинтилляционный детектор, черепковский сч╦тчик и Д. на переходном излучении. Основные элементы сцинтилляц. Д.≈ сцинтиллятор, в к-ром проходящая заряж. частица вызывает световую вспышку, и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), *лл регистрирующий вспышку^ Высокое временное разре- ^ОУ
")
}
