«Искровая камера»

прибор для наблюдения и регистрации траекторий (треков) заряженных частиц. Широко используется для исследования ядерных частиц, ядерных реакций (См. Ядерные реакции), элементарных частиц (См. Элементарные частицы) и космических лучей (См. Космические лучи). В простейшем варианте И. к. представляет собой две плоскопараллельные пластины — электроды, пространство между которыми заполнено газом (чаще Не, Ne или их смесью). Площадь пластин от десятков см² до нескольких м². Одновременно с прохождением частицы или с некоторым запозданием (Искровая камера 1 мксек) на электроды И. к. подаётся от импульсного генератора короткий (10—100 нсек) высоковольтный импульс напряжения. В рабочем объёме И. к. создаётся сильное электрическое поле (5—20 кв/см). Импульс подаётся по сигналу системы детекторов (сцинтилляционные детекторы, черенковские счётчики (См. Черенковский счётчик) и т. п.), выделяющих исследуемое событие. Электроны, возникшие вдоль траектории частицы в процессе ионизации атомов газа, ускоряются полем, ионизуют и возбуждают атомы газа (ударная Ионизация). В результате на очень коротком пути образуются электронно-фотонные лавины, которые в зависимости от амплитуды и длительности импульса либо перерастают в видимый глазом Искровой разряд, либо создают в газе локально светящиеся области небольшого объёма.

Узкозазорная И. к. (расстояние между электродами Искровая камера1 см) обычно состоит из большого числа одинаковых искровых промежутков. Искровые разряды распространяются перпендикулярно электродам (рис. 1). Цепочка искр даёт направление траектории (рис. 2).

В трековой И. к. (расстояние между электродами 3—50 см) искровой разряд точно следует в направлении траектории частицы. Электронно-фотонные лавины, развивающиеся от первичных электронов, в этом случае сливаются в узкий светящийся канал, идущий вдоль трека.

В стримерной И. к. (расстояние между электродами Искровая камера 5—20 см) лавины от электронов на треке развиваются независимо друг от друга и сопровождаются локальным свечением газа. При кратковременном импульсе (Искровая камера10 нсек)напряжения между электродами И. к. удаётся получить достаточно яркие для фотографирования светящиеся каналы — стримеры, длиной от 3 до 10 мм (рис. 3а, 3б).

И. к. позволяет, помимо траектории, в ряде случаев определять ионизующую способность частиц. Помещенная в магнитное поле И. к. служит для определения импульсов частиц по кривизне их траекторий (рис. 2). И. к. могут работать при очень интенсивных потоках заряженных частиц на ускорителях, так как время их памяти (время сохранения в объёме газа электронов ионизации) может быть уменьшено до 1 мксек. С другой стороны, И. к. способны работать с большой частотой, так как их мёртвое время (время восстановления камеры после срабатывания) составляет всего несколько мсек.

Кроме фотографирования, в И. к. широко применяют другие методы съёма информации, позволяющие, в частности, передавать данные с И. к. непосредственно на электронные вычислительные машины (ЭВМ) и автоматически их обрабатывать. Например, в проволочных И. к., имеющих электроды в виде ряда тонких нитей, расположенных на расстоянии Искровая камера 1 мм друг от друга, появление искры сопровождается разрядным током в близлежащей нити; эта информация позволяет определить координаты искры и может быть передана непосредственно на ЭВМ.

В акустических И. к. с помощью установленных вне зазора пьезокристаллов улавливают ударную волну (См. Ударная волна) в газе, возникающую в момент искрового пробоя. Интервал времени между появлением искры и сигналом в пьезокристалле позволяет определить расстояние искры от кристалла, т. е. координаты искры. Здесь также часто осуществляют непосредственную связь пьезодатчиков с ЭВМ.

Лит.: Искровая камера, М., 1967; Калашникова В. И., Козодаев М. С., Детекторы элементарных частиц, М., 1966 (Экспериментальные методы ядерной физики, [ч. 1]).

М. И. Дайон.

Рис. 1. Схема узкозазорной искровой камеры (слева).

Рис. 2. Трек частицы в узкозазорной искровой камере (справа).

Рис. 3a. Следы частиц в стримерной искровой камере.

Рис. 3б. Следы частиц в стримерной искровой камере.

ИСКРОВАЯ КАМЕРА - прибор для регистрации частиц, действие которого основано на развитии искрового разряда в газовом промежутке электрического конденсатора при пролете через него частицы. Искровой разряд возникает благодаря электронам, появляющимся при ионизации газа заряженной частицей. Разряд вдоль следа (трека) частицы видим невооруженным глазом и может быть сфотографирован. Достоинство искровой камеры - малая инерционность (по сравнению с другими трековыми детекторами).

ИСКРОВАЯ КАМЕРА

прибор для наблюдения и регистрации следов (треков) ч-ц, основанный на возникновении искрового разряда в газе при попадании в него ч-цы. Используется для исследования ядерных реакций, в экспериментах на ускорителях и при исследовании космических лучей. Простейшая И. к.— два плоскопараллельных электрода, пространство между к-рыми заполнено газом (чаще Ne, Ar или их смесью). Площадь пластин от десятков см2 до неск м2. Одновременно с прохождением ч-цы или с нек-рым запозданием (=1 мкс) на электроды И. к. подаётся короткий (10—100 нс) импульс высокого напряжения. В рабочем объёме И. к. создаётся сильное электрич. поле (5— 20 кВ/см). Импульс подаётся по сигналу системы детекторов (сцинтилляционных счётчиков, черенковских счётчиков и т. п.), выделяющих исследуемое событие. Эл-ны, возникшие вдоль траектории ч-цы в процессе ионизации атомов газа, ускоряются полем, ионизуют (ударная ионизация) и возбуждают атомы газа. В результате на очень коротком пути образуются электронно-фотонные лавины, к-рые, в зависимости от амплитуды и длительности импульса, либо перерастают в видимый глазом искровой разряд, либо создают в газе локально светящиеся области небольшого объёма. Узкозазорная И. <к. обычно состоит из большого числа одинаковых искровых промежутков(=1см). Искровые разряды распространяются перпендикулярно электродам (рис. 1, а).

Рис. 1. Треки ч-ц в искровых камерах разных типов (эл-ны движутся противоположно направлению электрич. поля Е).

Цепочка искр воспроизводит траекторию ч-цы (рис. 2). Точность локализации искр вблизи траектории составляет доли мм, временное разрешение =10-6 с, полное время восстановления =10-3 с. В широкозазорной трековой И. к. (расстояние между электродами 3—50 см) электронно-фононные лавины, развивающиеся от первичных эл-нов, сливаются в узкий светящийся канал вдоль трека (рис. 1, б). В этом режиме могут регистрироваться треки под углами не более 50° к направлению электрич. поля в камере. Для наблюдения треков под большими углами, вплоть до 90°, используют т. н. с т р и м е р н ы й режим, при к-ром развитие стримера (начальной стадии пробоя) начинается с каждого первичного электрона и обрывается, когда длина стримера достигает неск. мм (рис. 1, в).

Рис. 2. Фотография треков в узкозазорной искровой камере.

На камеру, при этом, подаётся импульс с более коротким фронтом и длительностью =10 нс. Трековые И. к. и стримерные камеры обладают высокой эффективностью к одновременной регистрации многих частиц (ливней частиц) и дают высокую пространственную и угловую точность определения траекторий (=10-3 рад).

И. к. позволяют в ряде случаев определять, помимо траектории, ионизующую способность ч-ц. Помещённая в магн. поле И. к. служит для определения импульсов ч-ц по кривизне их траектории. И. к. могут работать в условиях интенсивного потока заряж. ч-ц на ускорителях, т. к. время их «памяти» (время жизни эл-нов) может быть уменьшено до 1 мкс. С другой стороны, И. к. способны работать с большой частотой, т. к. время восстановления камеры после срабатывания равно всего неск. мс. И. к. управляема, т. е. может срабатывать по сигналу др. детекторов.

Кроме фотографирования, в И. к. широко применяют др. методы регистрации, позволяющие, в частности, передавать данные с И. к. непосредственно на ЭВМ и автоматически их обрабатывать (безфильмовые И. к.). Напр., в проволочных И. к., имеющих электроды в виде ряда тонких нитей, расположенных на плоскости на расстоянии =1 мм друг от друга, появление искры сопровождается разрядным током в близлежащей нити; это позволяет определить координаты искры, к-рые могут быть переданы непосредственно на ЭВМ. В акустич. И. к. с помощью установленных вне камеры пьезокристаллов улавливают ударную волну в газе, возникающую в момент искрового пробоя. Интервал времени между появлением искры и сигналом в кристалле позволяет определить расстояние искры от кристалла, т. е. координаты искры. В этом случае также часто осуществляют непосредств. связь пьезодатчиков с ЭВМ.

ИСКРОВАЯ КАМЕРА, устройство, служащее для исследования заряженных частиц. Представляет собой наполненную газом камеру, где ионизирующее излучение или заряженные частицы обнаруживаются в виде дорожек искр, которые становятся видимыми после того, как частицы вызывают ионизацию газа. В такой камере находится до 100 параллельных металлических пластин, связанных вперемешку с положительными и отрицательными контактами высоковольтного источника питания. Когда частицы проходят между парами пластин, образуется пара ионов. Газ (обычно неон или гелий) становится проводником, и между пластинами возникает искровой разряд. Можно использовать пару фотографических объективов для создания стереоскопических фотографий искровых дорожек.

искрова́я ка́мера

прибор для регистрации частиц, действие которого основано на развитии искрового разряда в газовом промежутке электрического конденсатора при пролёте через него частицы. Искровой разряд возникает благодаря электронам, появляющимся при ионизация газа заряженной частицей. Разряд вдоль следа (трека) частицы видим невооружённым глазом и может быть сфотографирован. Достоинство искровой камеры — малая инерционность (по сравнению с другими трековыми детекторами).

* * *

ИСКРОВА́Я КА́МЕРА, прибор для регистрации частиц, действие которого основано на развитии искрового разряда в газовом промежутке электрического конденсатора при пролете через него частицы. Искровой разряд возникает благодаря электронам, появляющимся при ионизации газа заряженной частицей. Разряд вдоль следа (трека) частицы видим невооруженным глазом и может быть сфотографирован. Достоинство искровой камеры — малая инерционность (по сравнению с другими трековыми детекторами).

яд. физ. camera a scintille [di scintillamento]

прибор для регистрации частиц, действие к-рого основано на развитии искрового разряда в газовом промежутке электрич. конденсатора при пролёте через него частицы. Искровой разряд возникает благодаря электронам, появляющимся при ионизации газа заряж. частицей. Разряд вдоль следа (трека) частицы видим невооруж. глазом и может быть сфотографирован. Достоинство И. к.- малая инерционность (по сравнению с др. трековыми детекторами).