8.1. Камера Вильсона

Э то металлический цилиндр с поршнем и прозрачной крышкой, заполненный смесью воздуха, водорода, He и насыщ. парами воды или спирта. Если движением поршня вниз рабочий объем цилиндра увеличить на 25 ÷ 30 % , то насыщенный пар становится пересыщенным на время 0,1 – 1 сек. Если в это время в камеру попадает заряженная частица, то ионы газа конденсируют пар в виде мелких капелек воды, образуется трек пролетевшей частицы, который фотографируется.

По плотности следа на фотографии судят о природе удельной ионизации энергии и массы частицы. Рядом с камерой обычно устанавливают счетчики Гейгера-Мюллера, сигналы которых о прилетевшей частице включают механизм расширения камеры, фотографирование частицы и подготовки камеры к регистрации новой частицы.

Время подготовки длится от n* сек (1л и Р = 0,1 МПа) до n * минут (100 л и Р=1 МПа)

8.2. Диффузионная камера.

Это стеклянный сосуд, заполненный газами при давлении n * 0,1 МПа. В верхней части камеры, где t (газа) = 20 ⁰С находится лоток со спиртом. Дно камеры с наружи охлаждается твердой углекислотой до t = -50 ÷ -70 ⁰С. Пары спирта, насыщенные вверху, опускаются вниз, пересыщаются, образуя чувствительный слой толщиной несколько см, а ниже превращается в жидкость. Заряженная частица, пролетая через чувствительный слой, образует в нем трек, который фотографируется. Через 3-5 секунд, когда капельки тумана осядут на дно камеры, она снова готова к работе.

8.3. Пузырьковая камера.

В этой камере наблюдают частицы очень высоких энергий (~ 1000 МэВ), как на выходе мощных ускорителей заряженных частиц. Их рабочей объем достигает 1000 л. Они заполняются жидкими газами (He H₂ и тд.), которые путем расширения доводят до перегретого состояния. Оно продолжается несколько м/сек. Если в этот промежуток времени пролетает заряженная частица, то пузырьки пара образуют след, который фотографируется.

Рабочая жидкость может служить мишенью для заряженных частиц.

8.4. Люминесцентная камера.

С помощью этих камер наблюдают следы заряженных частиц на телеэкране на любом расстоянии от источника излучения. Камера состоит из фосфора и электронно-оптического устройства. Заряженная частица оставляет в фосфоре слабосветящийся след. Интенсивность его усиливается в 10 ÷ 10⁶ раз, изображается на телеэкране и фотографируется. Тип фосфора, который применяется в камере, определяется типом наблюдаемых заряженных частиц.

8.5. Искровая камера.

Если на 2 плоских электрода подать высокое напряжение (n * 100кВ), то между ними под влиянием заряженной частицы возникает плотная смесь заряженных частиц (или ионов) – плазма. От нее к аноду и катоду распространяются стримеры – т.е. плазменные шнуры с «-« и «+» - знаков. За время 10^-9 ÷ 10^-10 сек они достигают электродов и соединяют их плазменным каналом (как лидер-молния).

По этому каналу развивается мощный Эл. Заряд в виде искры, которую можно сфотографировать и узнать, где пролетела частица. На этом принципе и основана работа искровой камеры.

Она состоит из нескольких искровых счетчиков, которые расставлены один над другим. И тогда путь частицы отличается серией одновременно-проскочивших искр.

Работа искровой камеры управляет двумя счетчиками Гейгера-Мюллера.

Если высокое напряжение подать на очень короткое время (10^-7 сек), за которое стример не дойдет до электрода, тогда свечение будет вызвано только стримером и будет зависит от типа частицы. Такая камера наз-ся стриммерной. Искровые камеры делают размерами многих квадратных метров и применяют для регистрации быстрых заряженных космических частиц.