Основные факторы, влияющие на разрядные напряжения газовых промежутков. Разряд в однородном поле, страница 8

                                  

Рис. 10. Электронная лавина: а — схематические очертания и распределе­ния зарядов в электронной лавине в два последовательных момента време­ни t₁и t₂; стрелками указаны направления внешнего поля Е_о и скорости  движения головки лавины; б — фотография лавины в камере Вильсона (газ СО₂, ρ = 150 торр; горизонтальные полоски — .электроды, расстояние между ними L= 3,6 см, длительность импульса напряжения 250 нсек)

.

Основными мето­дами, используемыми для наблюдения и изучения единичной лавины, являются электрический метод, оптический метод с применением фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) и эле­ктронно-оптического преобразователя (ЭОП), изучение лавины с помощью камеры Вильсона.

В основе электрического метода лежит измерение тока, вызванного дрейфом электронов лавины и ионов следа лавины. Этот метод позволяет получить временные характеристики лавины i(t) и q=idt. Принципиальная схема измерений тока или заряда лавины достаточно проста. Питание схемы осуществляется от импульсного источника либо от источника постоянного напряжения. Подсветка катода hvдля получения единичных лавин осуществляется слабым ультрафиолетовым излучением.

В комплекс исследований входит измерение сверхчувствитель­ными приборами и осциллографирование тока во внешней цепи. В соответствии с результатом лавина создает ток

Регистрируя его, можно определить α — а, a- коэффициент прилипания.

Можно регистрировать либо электронную, либо ионную составляющую тока лавины, что возможно благодаря тому, что скорость дрейфа электронов значительно больше, чем ионов. Это осуществляется соответствующим выбором характеристик фильтра RC. После того, когда все электроны уходят в анод, идет гораздо более слабый и длительный ток, вызванный движением ионов.

Если ла­вины размножаются, получаются последовательные импульсы электронного тока с нарастающим средним значением. По времени между импульсами иногда удается судить о том, участвуют ли ионы в катодной эмиссии или нет.

Измеряя время спада электронной составляющей тока лавины, можно определить радиус лавины.

В однородном электрическом поле без учета прилипания при токе электронной эмиссии  полный ток во внешней цепи

где — эффективный коэффициент вторичной эмиссии электронов с катода. Измерения а проводятся в диапазоне электрических полей, где , по наклону зависимостей .

Анализ богатого экспериментального материала показал, что коэффициент столкновительной ионизации а связан с напряженностью поля и давлением газа полуэмпириче­ским законом подобия а/р=f(E/p), который записы­вается в виде

A=const, B=const в широком диапазоне p и E.

Это одна из наиболее распространенных аппроксима­ций при аналитическом представлении результатов экспе­риментальных измерений а. Коэффициенты этой аппрок­симации А и В для ряда газов представлены в табл. IV.7.1.

Однако анализ результатов измерений электрических харак­теристик лавины сравнительно прост только в случае однород­ного поля электродов.

Оптический метод исследования характеристик лавины ос­новывается на регистрации излучения света, возникающего при столкновении электронов с молекулами газа. Следователь­но, с помощью этого метода можно изучать только элект­ронную составляющую лавины. При использовании ФЭУ можно получить временные характеристики излучения лавины, а при совместном применении ФЭУ и электрического метода — соотношение числа электронов в лавине к числу излучаемых ею фотонов. Например, было установлено, что число фотонов лавины пропорционально числу электронов в лавине. Примене­ние ЭОП позволяет получить статические картины свечения лавины для различных моментов времени. Однако из-за малой чувствительности ЭОП такие картины могут быть получены только для лавин с большим числом электронов.