разрядные трубки

РАЗРЯДНЫЕ ТРУБКИ (трубки Конверси, годоско-пические трубки) - управляемые газоразрядные координатные детекторы ионизирующих частиц. Представляют собой совокупность тонкостенных стеклянных или пластмассовых трубок (изредка полых стеклянных шариков) диам. 3-20 мм и длиной1 м (иногда профилированных полипропиленовых пластин с каналами прямоуг. сечения), наполненных инертным газом (обычно Ne, смесь Ne с Не или Ne с добавкой ~0,2%Аг) под давлением 0,5-3 атм и помещённых между плоскими электродами. Когда через Р. т. проходит ионизирующая частица, то по сигналу управляющих детекторов на электроды подаётся высоковольтный импульс (длительностью 2-4 мкс и запаздыванием 1 мкс), создающий в межэлектродном пространстве электрич. поле напряжённостью до 8 кВ/см·атм. При этом электроны, освободившиеся в результате ионизации газа Р. т. ионизирующей частицей, и фотоэлектроны, выбитые из стенок Р. т. излучением возбуждённых той же частицей атомов газа, ускоряются алектрич. полем и инициируют внутри Р. т. импульсный разряд, к-рый охватывает весь её объём. Этот разряд фотографируют через прозрачный торец трубки или регистрируют в виде электрич. сигнала, используя фотосопротивление, фотодиод, а также с помощью введённого внутрь Р. т. электрода (или внеш. электрода, чувствительного к эл--магн. полю, создаваемому разрядом).

Поскольку разряд распространяется по всей длине Р. т., она является одномерным детектором. Для пространственной локализации траекторий частиц используют многослойные системы уложенных крест-накрест Р. т. (разрядные камеры) площадью до неск. десятков м², содержащие десятки и сотни тысяч Р. т. Подобные камеры, прослоенные блоками плотного вещества, представляют собой разновидность ионизационного калориметра, где энергия частицы измеряется по общему числу зажиганий Р. т.

Осн. характеристики Р. т. как детектора частиц - эффективность регистрации, пространственное (координатное) разрешение, время чувствительности и "мёртвое" время, долговечность. Эффективность Р. т. зависит от её диаметра, состава и давления газа, ионизирующей способности частицы, параметров высоковольтного импульса и обычно составляет 60-100%. При этом вероятность ложной вспышки не превышает 1%. Координатное разрешение Р. т. определяется её радиусом, однако если частица пересекает большое число Р. т., точность восстановления траектории оказывается значительно выше. Время чувствительности, определяемое как время задержки импульса высокого напряжения, при к-рой эффективность Р. т. надает вдвое, составляет 30- 40 мкс, но может быть сокращено до ~ 1 мкс введением в газ электроотрицат. добавок (О₂, SF₆ и т. п.) в кол-ве менее 0,1% или применением переменного очищающего электрич. ноля напряжённостью до 10 В/см. "Мёртвое" время Р. т. зависит от скорости процессов деионизации и девозбуждения газа после разряда и обычно составляет 0,1-1 с, но может быть снижено до 10 мс теми же методами, что и время чувствительности. Для предотвращения экранирования внеш. электрич. поля полем статич. заряда, осевшего на внутр. стенках Р. т., материал стенок должен иметь не слишком большое объёмное сопротивление (ниже 10¹² Ом·см). Стеклянная Р. т. выдерживает более 1,6 млн. вспышек без изменения характеристик.

Дешевизна, простота эксплуатации, долговрем. стабильность Р. т. обусловили их широкое применение в наземных и подземных исследованиях космических лучей, при поисках распада протона, в нейтринных экспериментах на ускорителях, где необходимы детекторы большой площади, а потоки частиц сравнительно невелики. Однако Р. т. вытесняются стримерными трубками (дрейфовыми), обладающими лучшими временными и координатными параметрами. Зависимость эффективности Р. т. от ионизир. способности частиц использовалась при поисках свободных кварков - частиц с зарядом 1/3 заряда электрона в составе кос-мич. лучей.

Лит.: Искровая камера, М., 1967; Соnvеrsi М., Bros-со G , Plash-tube hodoscope chambers, "Ann. Rev. Nucl. Sci.", 1973, v. 23, p. 75. Г. И. Мерзок.

   <<      Предметный указатель      >>