X X
о
переходит и плазму. В жидкостях, и зависимости от природы растворителя и раствор╦нного вещества, катионы и анионы могут располагаться на практически бесконечном расстоянии друг от друга (в том случае, когда они окружены молекулами растворителя), но могут оказаться и достаточно близко друг от друга и, сильно взаимодействуя, образовывать т. н. ионные пары. Сади в тв╦рдом состоянии обычно образуют ионные кристаллы. Энергия взаимодействия атомных И. как ф-ции расстояния между ними может быть вычислена с помощью разл, приближ╦нных методов (см. Межмолеку-лярн.ое взаимодействие).
Уровни энергии атомных и молекулярных И. и нейтральных частиц различны и в принципе могут быть рассчитан !∙[ методами квантовой механики, как и оперши ионизации. Оптич. спектры атомных И, аьшло-гичны слектрам нейтральных атомов с тем же числом электронов, они только смещаются в коротковолновый диапазон, т. к. длины волн спектральных линий, соответствующих квантовым переходам между уровнями энергии с различными значениями гл. квантового числа, пропорциональны квадрату заряда ядра. В спектрах И. появляются т. наз. с а т е л л и т н ы е линии, анализ к-рых позволяет исследовать структуру и свойства многозарядных ионов.
Ионная компонента оказывает существенное влияние на параметры лабораторной и астрофизической плазмы, Изучение И. важно для различных областей физики и химии плазмы, астрофизики, квантовой электроники, для исследования строения веществ и т, д. И. широко используются в эксперим. исследованиях и приборах (масс-спектрометры, Вильсона камеры, ионный проектор, ионные пучки и т, д.).
Лит.: Смирнов Б. М., Отрицательные ионы, М., 11)78; Пресняков Л, П., Ш е и с л ь н о В. П., Я н е в Р. К., Олементнрные процессы с участием миогозарядных ионов, М,,
В, Г. Дашевский.
ИОНИЗАЦИОННАЯ КАМЕРА ≈ прибор для регистрации и спектрометрии ионизирующих частиц методом измерения величины ионизации (числа пар ионов), производимой ятими частицами н газе. Простейшая И. к. представляет собой два электрода, помещ╦нных в заполненный газом объ╦м. Конструктивно электроды могут быть выполнены в виде плоского, цилиндрич. или сферич, конденсатора. Рабочим объ╦мом И. к. является пространство между электродами. Частицы ионизуют газ в рабочем объ╦ме, и образовавшиеся электроны и ионы движутся иод действием пост, электрнч. поля Е н направлении электродов, создавая ток в цепи И. к. Ток измеряется регистрирующим устройством (рис. 1). Величина Е должна быть достаточно большой для предотвращения рекомбинации электронов и ионов. В области £<#! (рис. 2) скорость дрейфа электронов мала и часть и:» них рекомбинируст по дороге. В интервале Ег<Е<.Е2 все электроны достигают анода (р е-
J
Рис. 1. Схема включения тегрирующей ионизационной камеры.
с, tg t
Рис. 2* Ззцисимость ионизационного тола 7 от прилаженного электрического полл Е.
186
жим н а с ы щ е н и я), а при Е~>Е% начинается процесс лавинного размножения попов вблизи анода. И, к. отличается от др. газовых детекторов (пропорциональных камер, Гейгера счетчиков и др.) тем, что в ней не используется механизм газового усиления, т. е. размножение иолов за сч╦т лавинообразного процесса, вблизи
анода. Ток черен И. к. в области насыщения /0 пропорционален энергии <?, выделяемой ионизующей частицей в объеме И. к., т. е. потоку частиц <р, падающему на И. к.:
IH ≈ <r.e£/£u,
где е ≈ заряд электрона, <£п ≈ энергия, затрачиваемая на образование одной электрон-ионной пары.
Режим насыщения достигается при достаточно большой скорости дрейфа электронов и ионов. Скорость увеличивают в 10≈40 раз, добавляя к чистому Аг 2,5 ≈ 30% многоатомных газов (Н3, СН4 и др.). При работе с чистыми многоатомными газами для насыщения требуются существенно большие Е.
Ионизирующие частицы могут проникать в рабочий объ╦м И. к. через тонкие окна либо непосредственно через стенки камеры. Иногда радиоакт. источник помещают внутрь И. к. в виде тонкого слоя на поверхности электродов или внодят в виде радиоакт, примоси к газу. В др. случаях ионизирующие частицы образуются непосредственно в рабочем объ╦ме камеры в результате ядерных реакций, идущих под действием внеш. облу^ чения в наполняющем И. к. газе, либо в мишени на поверхности электрода [1, 2, 3].
Различают импульсные и интегрирующие И. к. Первые И. к. служат для регистрации отд. имп-ульсов, вызываемых каждой ионизирующей частицей. Если поток частиц через И. к. достаточно велик, импульсы на выходе сливаются и через камеру протекает ток I (рис. 1), к-рый пропорционален суммарному ср. энергоыыделе-ншо в И. к. в единицу времени. Интегрирующие И. к. применяются в радиометрии для измерения активности радиоакт. препаратов и для определения энергии излучения, поглощ╦нной в единице массы вещества (см. Доза
Выход
В измерительную систему
Рис. 3. Схема включения импульсной ионизационной камеры.
излучения) [2], а также для измерения и контроля интенсивности выведенных из ускорителей пучков заряж. частиц.
В импульсных И. к. длительность импульса зависит от времени дрейфа электронов и постоянной времени ЛС, где С=Ск + Су-|-С', где Ск ≈ ╦мкость И. к., Су ≈ входная ╦мкость усилителя, С" ≈ паразитная ╦мкость подводящих проводов, Я ≈ эквивалеп- А тное сопротивление нагрузки. Время дрейфа зависит от состава газовой смеси,
j
-(О
'Катод
приложенного напряжения и геометрии И. к. (рис. 3).
Импульсные И. к. -.--.:~__ ______ СЕТна
широко используют- *К
ся в ядерной физике. *"≥"^ г ' ' Анод
Возможности импуль- I
сных И. к. возросли *
в связи С прогрессом Рис. 4. Трех электродная импульсная
в технике усиления ионизационная камера.
слабых сигналов,
связанным с появлением малошумящих полевых транзисторов. В качестве импульсной И. к. обычно используют И, к. с соткой (рис. 4). Рабочим объ╦мом является объ╦м между катодом и сеткой. Образовавшиеся в рабочем объ╦ме электроны под действием злектрич. поля "' дрейфуют к сетке, проходят сквозь сетку, увлекав-
