11. Поясніть теорему Рамо-Шоклі.
струм починає йти, як тільки звільнені заряди (електрони і іони) починають рухатися, отримуючи прискорення і енергію під дією електричного поля
12. Чому струм в електричному колі газового іонізаційного детектора, до
електродів якого прикладено напругу, струм починається одразу, а не
тоді, коли носії заряду (електрони, іони) досягнуть відповідних
електродів?
Якщо електричне поле, яке створене джерелом напруги передає енергію зарядам, які рухаються між електродами детектора, тоді це додавання енергії повинно компенсуватися відніманням енергії з джерела електричного поля. Таке віднімання енергії є струмом з джерела за відповідний час при напрузі, яке створює джерело. Тому між полюсами джерела (тобто в колі, в яке входить джерело і детектор) одразу виникає струм
13. Виведіть формулу для електронного і іонного струму.
14. Як струм іонізаційної камери залежить від швидкості дрейфу електронів
і іонів?
13
15. Намалюйте і поясніть залежність струму електронів іонізаційної камери
для випадку, коли трек від іонізуючої частинки проходить біля катоду.
У першому випадку іони одразу нейтралізуються на негативному електроді, а електрони рухаються до позитивного електроду, створюючи струм . Струм починається в момент утворення первинних зарядів (вони утворюються практично миттєво – швидкість руху іонізуючої частинки, як правило набагато більша за швидкість дрейфу електронів) і залишається постійним, поки електрони не досягнуть анода
16. Намалюйте і поясніть залежність струму іонів іонізаційної камери для
випадку, коли трек від іонізуючої частинки проходить біля аноду.
Для другого випадку електрони одразу збираються на аноді, а іони повільно
дрейфують до катода. Оскільки швидкість такого дрейфу приблизно на три
порядки менша в порівнянні з електронами, то амплітуда такого струму в
стільки ж раз менша, а час його протікання приблизно в стільки ж раз
довший. До того ж із-за повільного руху достатньо велика імовірність
нейтралізації іонів – тому з часом (під час дрейфу) їх кількість зменшується і
величина струму відповідно зменшується
17. Намалюйте і поясніть залежність струму електронів для випадку, коли
трек від іонізуючої частинки проходить перпендикулярно електродам
плоскопаралельної іонізаційної камери.
Для третього випадку електронний струм починається і по абсолютній
величині дорівнює струму, як для першого випадку. Але як тільки перші
електрони підійдуть до анода, кількість електронів, які рухатимуться
зменшуватиметься лінійно з часом. Це призведе до зменшення електронного
струму також по лінійному закону
18. Намалюйте і поясніть залежність струму іонів для випадку, коли трек від
іонізуючої частинки проходить перпендикулярно електродам
плоскопаралельної іонізаційної камери.
17 Але з меншою амплітудою і довше іде
19. Що таке балістичний ефект?
У випадку, коли збирати тільки електрони чи тільки іони і амплітуда струму, час його протікання і загальний зібраний заряд залежать від місця утворення треку. Це сильно ускладнює як амплітудний, так і часовий аналіз. Навіть якщо іонізуючі частинки мають однакову енергію, яку вони витратили в детекторі на іонізацію робочого газу, в залежності від місця їх реєстрації буде зібрано різний заряд (для електронів чи іонів), і це не дасть точно визначити енергію частинки. Такий ефект називається індукційним, коли підкреслюється різна амплітуда сигналу в залежності від часу збирання заряду на конденсаторі (неповне збирання), тоді ще такий ефект називається балістичним.