Сцинтилляционный счетчик. Основан на явлении выделения света при попадании частиц с высокой энергией на слой флуоресцирующего вещества(кристаллы фосфора). Вспышки можно фиксировать визуально или с помощью счетчиков ФЭУ(усиливают результат взаимодействия). Может улавливать до 100% заряженных частиц, по размеру вспышки можно судить об энергии частицы. Нельзя определить тип частицы.
Черенковый счетчик. Основан на эффекте Вавилова–Черенкова. Если частица в веществе движется со скоростью, соизмеримой со скоростью света в данном веществе, то она имеет постоянную скорость, излучает электромагнитные волны. Излученная такой частицей волна распространяется не по всем направлениям, а лишь в направлении движения частицы – конус, характеризующийся определенным углом. Регистрируется угол по которому можно определить скорость частицы. Если известен тип частицы, то можно определить энергию, импульс. Прибор позволяет определить скорость частицы, энергию. Незаряженные частицы определить нельзя. Установки дорогие в эксплуатации, используются для изучения космического излучения.
Импульсная ионизационная камера. В основе лежит особенность заряженных частиц, ионизирующих среду при ее прохождении. Ионизирующие частицы летят к соответствующим электродам. Цепь замыкается, фиксируется электрический ток. По величине тока можно судить о ионизирующем действии или количестве вылетающих частиц. Можно сравнивать потоки ионизирующих частиц. Нельзя улавливать частицы с малой энергией.
Газоразрядный счетчик. В основе лежит ионизация газа. Ионизацию производят не сами частицы, а электроны, которые выбиваются исследуемыми частицами из внешней оболочки камеры(катода). Эти электроны и производят дальнейшую ионизацию пространства.
Полупроводниковый счетчик. Обычно полупроводниковый диод, чувствительность которого меняется в зависимости от падения на него ионизирующего излучения. Можно очень точно судить об энергии частиц. Рабочая область диода мала, поэтому фиксируются частицы лишь с определенной энергией.
Камера Вильсона(трековый прибор). Стеклянный сосуд, который заполнен нейтральным газом и насыщенными парами воды или спирта. Сосуд соединен с поршнем, при помощи которого можно увеличивать давление. При резком увеличении давления пары переходят в насыщенное состояние и если в объем камеры попадает частица, то ионизирующие частицы, оставшиеся после ее прохождения являются центрами конденсации – остается след в виде капель. По длине и толщине следа можно судить об энергии частицы. Если камеру дополнить источником электрического или магнитного поля, то по искривлению трека можно судить о заряде частицы. Можно детектировать частицы, их заряд и энергию. Небольшое импульсное время работы.
Диффузная камера. В ней рабочим веществом также является пересыщенный пар, но состояние пересыщения создается диффузией паров спирта от нагретой (до 10 °С) крышки ко дну, охлаждаемому (до -60 °С) твердой углекислотой. Вблизи дна возникает слой пересыщенного пара толщиной примерно 5 см, в котором проходящие заряженные частицы создают треки. Камера работает непрерывно. Кроме того, из-за отсутствия поршня в ней могут создаваться давления до 4МПа,что значительно увеличивает ее эффективный объем.
Пузырьковая камера. В пузырьковой камере рабочим веществом является перегретая (находящаяся под давлением) прозрачная жидкость (жидкие водород, пропан, ксенон).
Запускается камера, так же как и камера Вильсона, резким сбросом давления, переводящим жидкость в неустойчивое перегретое состояние. Пролетающая в это время через камеру заряженная частица вызывает резкое вскипание жидкости, и траектория частицы оказывается обозначенной цепочкой пузырьков пара — образуется трек, который, как и в камере Вильсона, фотографируется. Пузырьковая камера работает циклами. Размеры пузырьковых камер примерно такие же, как камеры Вильсона, но их эффективный объем на 2 — 3 порядка больше, так как
жидкости гораздо плотнее газов. Это позволяет использовать пузырьковые камеры для исследования длинных цепей рождений и распадов частиц высоких энергий.
Ядерные фотоэмульсии — это простейший трековый детектор заряженных частиц.
Прохождение заряженной частицы в эмульсии вызывает ионизацию, приводящую к образованию центров скрытого изображения. После проявления следы заряженных частиц обнаруживаются в виде цепочки зерен металлического серебра. Так как эмульсия — среда более плотная, чем газ или жидкость, используемые в вильсоновской и пузырьковой камерах, то при прочих равных условиях длина трека в эмульсии более короткая. Фотоэмульсии применяются для изучения реакций, вызываемых частицами в ускорителях сверхвысоких энергий и в космических лучах. При исследовании высокоэнергетических частиц используются также так называемые
стопы—большое число маркированных фотоэмульсионных пластинок, помещаемых
на пути частиц и после проявления промеряемых иод микроскопом.
Искровые камеры используют преимущества счетчиков(быстрота регистрации) и
трековых детекторов(полнота информации о треках).Искровая камера — это набор
большого числа очень мелких счетчиков. Поэтому она близка к счетчикам, так как информация в ней выдается немедленно, без последующей обработки, и в то же время обладает свойствами трекового детектора, так как по действию многих счетчиков можно установить треки частиц.
