Импульсные камеры

Импульсной камерой регистрируют отдельные заряженные частицы. Ионы, образованные при прохождении заряженной частицы в газе, увлекаются электрическим полем и попадают на соответствующие электроды. Порция заряда, накопленная на электродах, обусловливает кратковременное, импульсное протекание тока в электрической цепи. Она состоит из нагрузочного сопротивления R, паразитной емкости С и источника питания (рисунок 9.3).

Рисунок 9.3 – Схема включения импульсной камеры:
1 – импульсная камера; 2 – источник высокого напряжения

Импульс тока создает на сопротивлении R импульс напряжения в точке ΔU(t) = U(t) с отрицательной полярностью.

Одной из важнейших характеристик импульсных детекторов служит разрешающее время τ_р. Оно равно минимальному интервалу времени следования двух импульсов, при котором схема сосчитывает каждый импульс в отдельности. Если временной интервал между импульсами меньше τ_р, то импульсы накладываются и схема сосчитывает вместо двух импульсов один. В этом случае происходит просчет ионизирующих частиц. Максимальное число ионизирующих частиц, регистрируемых импульсными детекторами за 1 с, N_р=1/τ_р, называют разрешающей способностью детектора. Разрешающее время τ_р сравнимо с длительностью импульса τ_имп. Чтобы снизить τ_р, уменьшают постоянную времени τ. Для этого в цепочку RC устанавливают такое сопротивление R, чтобы постоянная времени τ мало отличалась от времени собирания электронов τ_е.

В импульсных детекторах, включенных в электрическую цепь с постоянной времени τ ~ τ_е, влияние положительных ионов на потенциал собирающего электрода подавляется разрядным током. Поэтому положительные ионы не участвуют в формировании импульса. Импульсные детекторы, характеризующиеся отношением (τ / τ_е)~3, работают в режиме электронного собирания. Такие детекторы называют электронно–импульсными Импульс напряжения в электронно–импульсных детекторах формируется только за счет собирания электронов на аноде.

Разрешающее время электронно-импульсных детекторов составляет 10^-6–10^-5 с Они пригодны для регистрации интенсивных потоков частиц. Однако амплитуда импульса имеет сравнительно небольшое значение. Поэтому электронно–импульсные камеры подключают к чувствительным усилителям импульсов.

Чтобы получить максимальное значение электронной составляющей импульса, необходимо исключить потери электронов в газе. Для этого электронно-импульсную камеру наполняют тщательно очищенными электроположительными газами (аргон и др.). Электронно–импульсные камеры часто используют для измерения энергетических спектров короткопробежных заряженных частиц. Амплитуда импульса пропорциональна энергии частицы.