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.