Словарь и короткий справочник физической терминологии (стр. 25 )

торию 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. 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, М., 1967; Калашни­кова В. И., К о з о д а е в М. С., Де­текторы элементарных частиц, М., 1966 (Экспериментальные методы ядерной физи­ки), [ч. 1]; , Р у д е н к о Н. С., , Техника искровых камер, М., 1978.

.

ИСКРОВОЙ РАЗРЯД (искра), неуста­новившийся электрич. разряд, возни­кающий в том случае, когда непосред­ственно после пробоя разрядного про­межутка напряжение на нём падает в течение очень короткого времени (от неск. долей мкс до сотен мкс) ниже величины напряжения погаса­ния разряда. И. р. повторяется, если после погасания разряда напряжение вновь возрастает до величины напря­жения пробоя. При увеличении мощ­ности источника напряжения И. р. переходит обычно в дуговой разряд. В природных условиях И. р. наблю­дается в виде молний.

р. объясняется стримерной теорией электрич. пробоя га­зов: из электронных лавин, возника­ющих при наложении электрич. поля на разрядный промежуток, при определ. условиях образуются т. н. стримеры — тонкие разветвлённые каналы, заполненные ионизованным газом. Стримеры, быстро удлиняясь, перекрывают разрядный промежуток

и соединяют электроды непрерывны­ми проводящими каналами. Далее сила тока резко нарастает, каждый из ка­налов быстро расширяется, в них скачкообразно повышается давление, в результате чего на границах возни­кает ударная волна. Совокупность ударных волн от расширяющихся ис­кровых каналов порождает звук, во­спринимаемый как характерный «треск» искры (в случае молнии — гром).

Величины, характеризующие И. р. (напряжение зажигания, напряже­ние погасания, макс. ток, длитель­ность), могут меняться в очень широ­ких пределах в зависимости от пара­метров разрядной цепи, величины разрядного промежутка, геометрии электродов, давления газов и т. д. Напряжение зажигания И. р., как правило, достаточно велико. Продоль­ная напряжённость поля в искре понижается от неск. десятков кВ/см в момент пробоя до 100 В/см спустя неск. мкс. Макс. сила тока в мощном И. р. может достигать значений по­рядка неск. сотен кА.

Особый вид И. р.— скользя­щий И. р., возникающий вдоль по­верхности раздела газа и тв. диэлек­трика, помещённого между электро­дами. Области скользящего И. р., в к-рых преобладают заряды к.-л. одного знака, индуцируют на по­верхности диэлектрика заряды дру­гого знака, вследствие чего искровые каналы стелются по поверхности ди­электрика (см. Лихтенберга фигуры). Процессы, близкие к происходящим при И. р., свойственны также кисте­вому разряду.

И. р. нашёл разнообразное приме­нение в науке и технике. С его по­мощью инициируют взрывы и про­цессы горения, измеряют высокие на­пряжения; его используют в спектр. анализе, для регистрации заряж. ч-ц (см. Искровой счётчик), в переключа­телях электрнч. цепей, для обработки металлов и т. п.

• См. лит. при ст. Электрические разряды в газах.

.

ИСКРОВОЙ  СЧЁТЧИК,  прибор  для регистрации заряж. ч-ц, принцип дей­ствия  к-рого  основан на  возникнове­нии искрового разряда в газе при по­падании  в  него  заряж.  ч-цы.  Даёт информацию о прошедшей ч-це в виде электрич.  импульса  (с  амплитудой неск. кВ) и яркой искры вблизи тра­ектории ч-цы.  Искра  сопровождается ударной волной и звуком. И. с. состоит из двух плоскопараллельных электродов, находящихся в герметизиров. объёме, наполненном Ar и парами органич.  в-в  (спирт,  эфир  и  т. п.)  при общем  давлении  от  0,5  до  20  атм. Межэлектродное  расстояние — от до­лей до неск. мм рт. ст. На электроды; подаётся пост. напряжение (неск. кВ). Эл-ны,  возникшие  в  газе  на  пути ч-цы,  вследствие  ионизации  атомов газа  ускоряются  полем,  ионизуют атомы  газа  (ударная  ионизация)  в

234

создают электронно-фотонные лавины, перерастающие в искровой пробой между электродами.

В отличие от Гейгера счётчика, в к-ром эл-ны лишь у нити производят ударную ионизацию, в И. с. электрич. поле однородно и ударная иониза­ция может начаться в любой точке рабочего объёма. Это приводит к очень малому времени запаздывания разряда по отношению к моменту прохождения ч-цы (в И. с. с зазором 0,1—0,2 мм и давлением 3—20 атм получены запаздывания ~10-10— 10-11 с). с. обладают боль­шим мёртвым временем (время вос­становления ~10-3 с) и поэтому не могут быть использованы в условиях интенсивных потоков ч-ц (напр., в экспериментах на ускорителях). По­ка не удалось создать И. с. большого размера, т. к. увеличение энергии разряда приводит к разрушению по­верхности электродов. с. получили ограниченное применение.

В И. с. с локализов. разрядом поло­жит. электрод делают из диэлектри­ка (стекло, бакелит) толщиной ~2— 10 мм с удельным сопротивлением ≥109Ом•см с металлизиров. наруж­ной поверхностью. Спец. подбором га­сящих смесей достигается быстрое по­глощение фотонов, возникающих в искре. Искра в месте прохождения ч-цы снимает электрич. поле только в огранич. области зазора вблизи раз­ряда, а чувствительность к ч-цам на остальной площади счётчика сохраня­ется; поэтому существенно возрастает предельная загрузка И. с. и отсут­ствуют ограничения на его размеры. Металлизиров. поверхность диэлек­трика обычно выполняют в виде от­дельных изолированных полос; по разности времён прихода электрич. сигналов на два конца полосы может быть определена координата искры вдоль линии с точностью ~0,2 мм. Характерные параметры такого И. с.: иежэлектродный зазор — доли мм, давление рабочего газа ~ 1—20 атм, разность потенциалов на пласти­нах—неск. кВ, величина плато—неск. кВ, временное разрешение — до де­сятков нс. Сохраняются уникальные временные параметры И. с., но в зна­чит. мере отсутствуют их недостатки, что расширяет область применения.

с. с плоскопараллельными электродами — предшественников искровой камеры, существуют И. с. для α-частиц. Катодом в них служит металлич. пластинка, а анод в виде металлич. нити натягивается на изо­ляторах параллельно катоду на рас­стоянии 1,5—2 мм. Счётчик работает обычно в воздухе при атм. давлении. Эл-ны (или γ-кванты) вследствие ма­лой ионизующей способности не вызы­вают эффекта. При полёте α-частицы, обладающей гораздо большей ионизу­ющей способностью, проскакивает ис­кра. с. такого типа может быть применён для регистрации α-частиц в присутствии интенсивного β- и γ-излучения. Благодаря большой величине тока, протекающего в искро­вом разряде, импульс, возникающий на нити счётчика, имеет амплитуду в неск. сотен В. Время нарастания импульса мало (~10-7 с); полная продолжительность импульса обычно ~10-4 с.