Ионизационная камера

Большая ионизационная камера АСК-1 представляет собой сферу объемом 950 литра, наполненную химически чистым аргоном (99,5%) до давления 10,2 атмосфер.
Одной из характеристик прибора АСК-1 является высокая чувствительность к малым изменениям интенсивности космических лучей. Это достигается применением метода компенсации ионизационного тока с помощью компенсационной камеры, помещенной внутри главной камеры и имеющей с ней общий собирающий электрод. На главную и компенсационную камеры подаются потенциалы противоположных знаков. Создаваемые в этих камерах под влиянием излучения ионы различных знаков будут собираться на общий электрод, и компенсировать друг друга. В главной ion-camera-1камере ионизация создается, в основном, космическим излучением, в компенсированной – β-излучением радиоактивного препарата, положение которого можно изменять и тем самым регулировать величину компенсируемого тока. В момент компенсации компенсационный ток подбирается равным среднему ионизационному току в главной камере.
Всякие отклонения ионизационного тока в главной камере от скомпенсированного значения, вызванные изменениями интенсивности космических лучей, приводят к изменению потенциала собирающего электрода. Эти изменения потенциала регистрируются достаточно чувствительным электрометром. В конце каждого часа собирающий электрод и подвижная система электрометра заземляются на три минуты. В течение остальных 57 минут они изолированы. Теневое изображение индекса электрометра проектируется через оптическую систему на движущуюся со скоростью 20 мм в час фотоленту шириной 100 мм. За промежуток от начала до конца часа индекс электрометра оставляет на фотоленте на фоне изображения шкалы след в виде белой волнистой линии.
Местное радиоактивное излучение от окружающих предметов отфильтровывается слоем свинцовой дроби толщиной 17 см эквивалентным 12 см сплошного свинца.
Кроме общей интенсивности космических лучей устройство АСК-1 регистрирует ионизационные толчки. «Толчок» представляет собой увеличение мгновенного значения тока ионизации от ее среднего значения. На пленке записывающего устройства толчки отмечены отчетливым увеличением. Значение ионизации созданной толчками вычитается из общей величины тока ионизации.
Значение ионизационного тока камеры определяется количеством пар ионов, прошедших по показателю между двумя соседними моментами заземления можно рассчитать изменения ионизационного тока в указанных единицах измерения: ∆I = nС/ηTe,
где С-емкость центрального электрода камеры с электрометром, η - чувствительность электрометра, T – время, e – заряд электрона в кулонах. Все величины, входящие в формулу постоянные: С = 65´10-12 Ф, h = 5 делений/вольт, Т = 3420 с, е = 1.6×10-19 Кл. Таким образом, цена одного деления за один час регистрации составляет ∆I = 2.38×104 пар ионов/с.
Более удобно выражать измеряемые значения ионизационного тока в процентах к общему скомпенсированному значению от космических лучей (I0 = 1.61´107 пар ионов/с). Следовательно, цена одного деления шкалы за один час регистрации составляет (∆I/I)×100 = 0.15%.
Все данные относятся к давлению 1000 мб. Таблицы представлены в универсальном времени (UT) 1 ч = (0 ÷ 1) ч UT.

Схема ионизационной камеры АСК-1 объемом 950 литров.

ion-camera

 

 

 

Разрез ионизационной камеры.


1 - собирающий электрод.
2 - β радиоактивный источник.
3 - электрод компенсационной камеры,
4 – компенсационная камера,
5 – второй электрод главной камеры,
6 – главная стальная сфера,
7,8 – изоляторы,
9 – микровинт для компенсации,
10 – уплотнитель,
11 – технологическая головка камеры,
12 – свинцовая дробь,
13 – внешние стальные полусферы.

 

 Рабочий объем, литр

950

 Газ

Аргон 99.5%, азот не более 0.5%

 Давление газа в камере, мб

10132.5

 Геометрический фактор  G, см2

1.17×104

 Рабочий потенциал на сфере и на ампуле, В

500

 Пересчетный коэффициент от аргона к воздуху

1.59

 Чувствительность электрометра, дел/В

5

 Значение компенсационного тока I0, пар ионов/с в объеме  камеры

1.61×107

 Эффективная энергия регистрируемых КЛ, ГэВ

50

 Диаграмма направленности имеет максимум при зенитном угле

350

 Диаметр камеры, см

122

 Общий вес камеры, т

12

 Экран камеры

 

 Материал

Свинец

 Толщина, см

12

Характеристики большой ионизационной камеры АСК-1

 Широта        

61o59`N

 Долгота

129o41`E

 Высота над уровнем моря, м

95

 Тип

Ионизационная камера

 Барометрический коэффициент, %/мб

0.11

 Среднее давление, мб

1000

 Непрерывная регистрация

С июнь 1953 по декабрь 2003 гг.

 Временной интервал

1 час

 Часовая точность регистрации, %

0.08

 Цена деления одной шкалы за один час, %

0.15

 

ЛИТЕРАТУРА:
Шафер Г.В., Шафер Ю.Г. Прецизионные наблюдения космических лучей в Якутске. Изд-во «Наука». СО, Новосибирск., 1984.
Паспорт №2244 Акты и чертежи к АСК-1 инструкции протоколы Тех.паспорт
Станция №1. Инструкция по установке и обслуживаю прибора АСК-1