CAMERE A IONIZZAZIONE

Le camere a ionizzazione lavorano nella regione B della curva segnale d'uscita-potenziale in un rivelatore a gas. In tale regione il potenziale è tale da permettere che gli effetti di ricombinazione bilancino quelli di moltiplicazione degli ioni, in modo tale che il risultato finale sia la collezione di tutti gli ioni prodotti dal passaggio della radiazione.
Tale regione prende il nome di regione di saturazione; in essa piccole variazioni del potenziale applicato non hanno influenza, in quanto è caratterizzata da un plateau. Le condizioni di saturazione possono essere raggiunte su dimensioni di pochi centimetri, applicando differenze di potenziale non più grandi di decine o al massimo centinaia di Volt.

Nella figura sottostante sono raffigurati gli elementi base di una camera a ionizzazione con la corrispondente caratteristica corrente-potenziale.

Le camere a ionizzazione non hanno in genere una velocità di risposta elevata; per tale motivo non possono essere adoperate come rivelatori di impulsi singoli se il flusso di particelle incidenti è molto elevato. Possono essere d'altra parte utilizzate per la misura del flusso di radiazione misurando la corrente anziché gli impulsi dovuti alle singole particelle.
Camere a ionizzazione possono talvolta essere adoperate come rivelatori DE per ioni pesanti, dato che i DE al silicio sono troppo spessi e disuniformi per avere buona risoluzione.

La geometria di una camera a ionizzazione può essere variata in base alle applicazioni, purché il campo elettrico fornito al volume attivo del rivelatore permetta di raggiungere la zona di saturazione della corrente di ionizzazione.
Atte a tale scopo esistono sia geometrie piane, che cilindriche.
Un esempio di camera a ionizzazione piana è dato dal parallel-plate.
In ogni caso un problema è creato dal fatto che gli elettroni hanno una deriva relativamente alta rispetto agli ioni positivi e questo fa sì che essi vengano raccolti in un tempo durante il quale gli ioni positivi si sono appena mossi. Il segnale d'uscita dipende dunque dal punto in cui la ionizzazione è avvenuta, perché da questo dipendono i diversi cammini percorsi. Per evitare ciò fra anodo e catodo si mettono delle particolari griglie che fanno in modo che gli elettroni producano un segnale d'uscita rivelabile solo quando attraversano la zona fra griglia e anodo.

Se si vogliono realizzare alte velocità di conteggio si devono utilizzare dei gas tendenti ad aumentare il più possibile la velocità di deriva dei vari ioni all'interno del rivelatore.
Essendo gli elettroni ad avere la più alta velocità di deriva, si devono evitare tutti quei gas nei quali vi è una elevata probabilità che un elettrone libero sia catturato da un atomo o da una molecola a formare uno ione negativo, che sarebbe molto meno veloce. Fortunatamente i gas che presentano una affinità elettronica molto bassa sono parecchi e i più usati sono l'argon, l'azoto, l'anidride carbonica, l'idrogeno ed il metano. Un'ottima soluzione è rappresentata dall'impiego di una miscela di Argon (95%) e anidride carbonica (5%) con la quale si riesce ad ottenere una velocità di deriva 10 volte maggiore di quella già alta che compete ai due gas puri.