Ионизационная камера, прибор для исследования и регистрации ядерных частиц и излучении, действие которого основано на способности быстрых заряженных частиц вызывать ионизацию газа. Ионизационная камера представляет собой воздушный или газовый электрический конденсатор, к электродам которого приложена разность потенциалов V. При попадании ионизирующих частиц в пространство между электродами там образуются электроны и ионы газа, которые, перемещаясь в электрическом поле, собираются на электродах и фиксируются регистрирующей аппаратурой. Наиболее простой является Ионизационная камера с параллельными плоскими электродами (дисками). Диаметр диска в несколько раз превышает расстояние между ними. В цилиндрической Ионизационная камера электроды — два коаксиальных цилиндра, один из которых заземлён и служит корпусом Ионизационная камера (рис. 1). Сферическая Ионизационная камера состоит из 2 концентрических сфер (иногда внутренний электрод — стержень).

Рис. 1. Сечение цилиндрической ионизационной камеры: 1 — цилиндрический корпус камеры, служащий отрицательным электродом; 2 — цилиндрический стержень, служащий положительным электродом; 3 — изоляторы.

  Различают Ионизационная камера токовые и импульсные. В токовых Ионизационная камера гальванометром измеряется сила тока I, создаваемого электронами и ионами (рис. 2). Зависимость I от V (рис. 3) — вольтамперная характеристика Ионизационная камера — имеет горизонтальный участок AB, где ток не зависит от напряжения (ток насыщения I₀). Это соответствует полному собиранию на электродах Ионизационная камера всех образовавшихся электронов и ионов. Участок AB обычно является рабочей областью Ионизационная камера Токовые Ионизационная камера дают сведения об общем интегральном количестве ионов, образовавшихся в 1 сек. Они обычно используются для измерения интенсивности излучений и для дозиметрических измерений (см. Дозиметрические приборы). Так как ионизационные токи в Ионизационная камера обычно малы (10^-10—10^-15а), то они усиливаются с помощью усилителей постоянного тока.

Рис. 2. Схема включения токовой ионизационной камеры: V — напряжение на электродах камеры; G — гальванометр, измеряющий ионизационный ток.

Рис. 3. Вольтамперная характеристика ионизационной камеры.

  В импульсных Ионизационная камера регистрируются и измеряются импульсы напряжения, которые возникают на сопротивлении R (рис. 4) при протекании по нему ионизационного тока, вызванного прохождением каждой частицы. Амплитуда и длительность импульсов зависят от величины R, а также от ёмкости С (рис. 4). Для импульсной И. к., работающей в области тока насыщения, амплитуда импульса пропорциональна энергии E, потерянной частицей в объёме Ионизационная камера Обычно объектом исследования для импульсных Ионизационная камера являются сильно ионизирующие короткопробежные частицы, способные полностью затормозиться в межэлектродном пространстве (a-частицы, осколки делящихся ядер). В этом случае величина импульса Ионизационная камера пропорциональна полной энергии частицы и распределение импульсов по амплитудам воспроизводит распределение частиц по энергиям, т. е. даёт энергетический спектр частиц. Важная характеристика импульсной Ионизационная камера — её разрешающая способность, т. е. точность измерения энергии отдельной частицы. Для a-частиц с энергией 5 Мэв разрешающая способность достигает 0,5%.

Рис. 4. Схема включения импульсной ионизационной камеры: С — ёмкость собирающего электрода; R — сопротивление.

  В импульсном режиме работы важно максимально сократить время t срабатывания Ионизационная камера Подбором величины R можно добиться того, чтобы импульсы Ионизационная камера соответствовали сбору только электронов, гораздо более подвижных, чем ионы. При этом удаётся значительно уменьшить длительность импульса и достичь t ~ 1 мксек.

Варьируя форму электродов Ионизационная камера, состав и давление наполняющего её газа, обеспечивают наилучшие условия для регистрации определённого вида излучении. В Ионизационная камера для исследования короткопробежных частиц источник помещают внутри камеры или в корпусе делают тонкие входные окошки из слюды или синтетических материалов. В Ионизационная камера для исследования гамма-излучений ионизация обусловлена вторичными электронами, выбитыми из атомов газа или стенок Ионизационная камера Чем больше объём Ионизационная камера, тем больше ионов образуют вторичные электроны. Поэтому для измерения g-излучении малой интенсивности применяют И. к. большого объёма (несколько л и более).

  Ионизационная камера может быть использована и для измерений нейтронов. В этом случае ионизация вызывается ядрами отдачи (обычно протонами), создаваемыми быстрыми нейтронами, либо a-частицами, протонами или g-квантами, возникающими при захвате медленных нейтронов ядрами ¹⁰B, ³He, ¹¹³Cd. Эти вещества вводятся в газ или стенки Ионизационная камера Для исследования частиц, создающих малую плотность ионизации, используются Ионизационная камера с газовым усилением (см. Пропорциональный счётчик). Ионизационная камера применяют также при исследовании космических лучей (см. Калориметр ионизационный).

 

  Лит.: Калашникова В. И., Козодаев М. С., Детекторы элементарных частиц, М., 1966 (Экспериментальные методы ядерной физики, ч. 1); Альфа-, бетаи гамма-спектроскопия, под ред. К. Зигбана, пер. с англ., в. 1, М., 1969.

  К. П. Митрофанов.