ionizacijska komora

ilustracija
IONIZACIJSKA KOMORA, cilindrična komora (katoda), 2. vanjski izolator, 3. izlaz u pojačalo, 4. zaštitni prsten, 5. unutrašnji izolator, 6. anoda, 7. struja, 8. plin

ionizacijska komora, uređaj za proučavanje ionizacije plinova, otkrivanje (detekciju) i mjerenje intenziteta ionizirajućega zračenja. Glavni su joj dijelovi zatvorena cilindrična komora, u kojoj se nalazi plin pod određenim tlakom, i dvije elektrode s različitim potencijalima. To je jedan od prvih detekora ionizirajućega zračenja kojemu se načelo detekcije zasniva na sabiranju ionskih parova koji nastaju u plinu u el. polju komore. Prolaskom fotona ili neke nabijene čestice dovoljne energije kroz komoru, ioniziraju se ili pobuđuju molekule plina uzduž staze čestice. Ionizacijom neutralne molekule nastaju pozitivni ion i slobodni elektron, koji se nazivaju ionskim parom. Iz nastalih ionskih parova stvara se strujni signal, koji se dalje može oblikovati i pojačavati u izlazni signal, razmjeran intenzitetu (broju čestica i energiji) upadnoga zračenja. Ionski parovi nastaju izravnim ioniziranjem, ali su mogući i drugi procesi kojima upadno zračenje gubi energiju bez stvaranja iona (procesi pobuđivanja molekula). Zato je temeljni detekcijski parametar komore ukupni broj njezinih ionskih parova stvorenih uzduž staze zračenja. Ionizacijska energija slabo vezanih elektrona u zadnjim elektronskim ljuskama većine plinova (vodik, dušik, kisik, helij, metan) iznosi 10 do 20 eV, ali se kao gl. parametar u primjeni drži srednja energija upadnoga zračenja (W) potrebna za tvorbu ionskoga para. Za spomenute plinove W-vrijednost je 20 do 40 eV po ionskome paru, dakle znatno veća od ionizacijske energije. Razlika potencijala između elektroda obično je reda veličine 100 V, ali s gradijentom približno od 1 kV/m. U el. polju komore, uz slučajno termičko gibanje, ioni dobivaju usmjerenu brzinu pomaka v = μ(E/p), gdje je v brzina pomaka ili vučenja, μ pokretljivost iona, E jakost el. polja, a p tlak plina u komori. Nastajanje signala iz izvornih ionskih parova stvorenih prolaskom zračenja narušava se procesima rekombinacije u plinu. To su sudari u kojima se događa uhvat slobodnog elektrona od strane pozitivnog iona, pa nastaje neutralno stanje atoma, ili sudaranje pozitivnoga iona s negativnim ionom, pri čemu se oba neutraliziraju. U oba je slučaja informacija o izvornom ionskome paru izgubljena i nema doprinosa konačnomu signalu. Pod visokim zahtjevima proporcionalnosti (u pogledu energije i vrste čestice) ionizacijska se komora zamjenjuje proporcionalnim brojilom.

Energijsko razlučivanje ionizacijske komore ne ovisi samo o srednjem broju ionskih parova što ih stvara upadno zračenje, nego i o njegovoj statističkoj fluktuaciji. U odzivu detektora te se pojave uračunavaju Fanoovim faktorom F, empirijskom konstantom koja uzima u obzir kolikim se udjelom upadno zračenje pretvara u nositelje signala u detektoru (0 ≤ F ≤ 1). (→ geiger-müllerovo brojilo)

ionizacijska komora. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 15.10.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=27753>.