Искровая камера

Искровая  камера

прибор для наблюдения и регистрации следов (треков) ч-ц, основанный на возникновении искрового  разряда в газе при попадании в него частицы. Используется для исследования ядерных реакций, в экспериментах на ускорителях и при исследовании космических лучей. Простейшая И. к.— два плоскопараллельных электрода, пространство между которыми заполнено газом (чаще Ne, Ar или их смесью). Площадь пластин от десятков см² до нескольких м². Одновременно с прохождением частицы или с некоторым запозданием (=1 мкс) на электроды И. к. подаётся короткий (10—100 нс) импульс высокого напряжения. В рабочем объёме И. к. создаётся сильное электрическое поле (5— 20 кВ/см). Импульс подаётся по сигналу системы детекторов (сцинтилляционных счётчиков, черенковских счётчиков и т. п.), выделяющих исследуемое событие. Электроны, возникшие вдоль траектории частицы в процессе ионизации атомов газа, ускоряются полем, ионизуют ( ударная ионизация ) и возбуждают атомы газа. 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. обычно состоит из большого числа одинаковых искровых промежутков(=1см). Искровые разряды распространяются перпендикулярно электродам.

Принцип действия: Искровая камера – трековый детектор заряженных частиц, в котором трек (след) частицы образует цепочка искровых электрических разрядов вдоль траектории её движения.  
Искровая камера обычно представляет собой систему параллельных металлических электродов, пространство между которыми заполнено инертным газом. Расстояние между пластинами от 1-2 см до 10 см. Широко используются проволочные искровые камеры, электроды которых состоят из множества параллельных проволочек. Внешние управляющие счётчики фиксируют факт попадания заряженной частицы в искровую камеру и инициируют подачу на её электроды короткого  (10 – 100 нс) высоковольтного импульса чередующейся полярности так, что между двумя соседними электродами появляется разность потенциалов 10 кв. В местах прохождения заряженной частицы между пластинами за счёт ионизации ею атомов среды возникают свободные носители зарядов (электроны, ионы), что вызывает искровой пробой (разряд). Разрядные искры строго локализованы. Они возникают там, где появляются свободные заряды, и поэтому воспроизводят траекторию движения частицы через камеру. Отдельные искровые разряды, направлены вдоль электрического поля (перпендикулярно электродам). Совокупность этих последовательных разрядов формирует трек частицы. Этот трек может быть зафиксирован либо оптическими методами (например, сфотографирован), либо электронными. Пространственное разрешение обычной искровой камеры 0.3 мм. Частота срабатывания 10 – 100 Гц. Искровые камеры могут иметь размеры порядка нескольких метров. Кроме фотографирования,  в искровых камерах широко применяют другие методы съёма информации,  позволяющие,  в частности,  передавать данные с искровой камеры непосредственно на электронные вычислительные машины и автоматически их обрабатывать.  Например,  в проволочных искровых камерах,  имеющих электроды в виде ряда тонких нитей, расположенных на расстоянии ~ 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 компьютер. В акустических искровых камерах с помощью установленных вне зазора пьез кристаллов улавливают ударную волну в газе, возникающую в

момент искрового пробоя.  Интервал времени между появлением искры и

сигналом в пьез кристалле позволяет определить расстояние искры от

кристалла, т. е. координаты искры. Здесь также часто осуществляют непосредственную связь пьез датчиков с ЭВМ.

Сообщение

                                      НА ТЕМУ: ИСКРОВАЯ КАМЕРА 

Выполнил: Яковенко В.С.

Проверила: Платова А.В.