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Concept
Chambre d'ionisation
Résumé
thumb|Dispositif expérimental avec une chambre d'ionisation.
Une chambre d'ionisation est un détecteur de particules qui repère le passage d’une particule en mesurant la charge totale des électrons et des ions produits lors de l’ionisation du milieu gazeux par la particule. Elles se sont développées après l'établissement de la théorie de Bragg–Gray en 1935.
Pour récupérer les électrons et les ions avant qu’ils ne se recombinent en atomes, la présence d’un champ électrique est requise pour les séparer et les faire dériver vers des électrodes. Les charges (électrons et ions) en dérivant induisent des courants sur les électrodes. Ces courants sont détectés par un amplificateur qui produit un signal électrique.
Le nombre moyen de paires d’électron-ion produit dans un passage d’une particule chargée est donné par la formule de Bethe-Bloch. Les charges détectées par l’amplificateur dépendent de plusieurs facteurs, avant tout de la haute tension du champ électrique. Une fois que la tension est assez grande pour empêcher les recombinaisons, les charges d’ionisation dérivent presque intégralement vers les électrodes. On obtient un signal qui reflète la charge totale d’ionisation.
Les détecteurs opérant dans cette région, par exemple les chambres à air liquide ont une excellente résolution en énergie et une très bonne linéarité. Mais les signaux sont assez faibles puisqu’il n’y a pas d’amplification des charges dans le détecteur.
thumb|Schéma du fonctionnement d'une chambre d'ionisation : une particule arrache sur sa trajectoire (en pointillé) des charges électriques, qui sont attirées par les électrodes.
Ce type de détecteur mesure la charge déposée par une particule chargée traversant un milieu ionisable, qui peut être un gaz, un liquide, voire un solide, chacun ayant ses avantages et ses applications.
Une particule chargée suffisamment énergétique est capable d'arracher les électrons des atomes du milieu traversé, c'est le processus d'ionisation.
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