Modeling of Charge Transport in the Active Volume of the Ionization Fission Chamber in Current Mode

Abstract

Аннотация. Исследован перенос зарядов в активном объеме цилиндрической ионизационной камеры деления (ИКД), работающей в токовом режиме. В основу модели положены уравнения непрерывности для ионов и электронов и уравнение Пуассона для электрического поля. Источник для уравнений непрерывности рассчитан с учетом корректного распределения начальной плотности ионизации в активном объеме камеры и разброса фрагментов деления по их заряду, массе и энергии. Найдены распределения плотности ионов, электронов и электрического поля внутри активного объема для двух типов камер-миниатюрных и «больших» с учетом пространственного заряда. Дан правильный алгоритм для расчета начала плато вольтамперной характеристики-минимального напряжения на ИКД для обеспечения стационарной работы камеры. Показано, что часто используемое условие отсутствия электрического поля на аноде E(r a) = 0 для определения этой величины является некорректным, поскольку приводит к комплексным значениям электрического поля внутри активного объема камеры. Пренебрегая процессами диффузии и рекомбинации ионов, рассчитаны чувствительность и выходной ток камеры при ее работе в стационарном режиме. Расчеты проведены для миниатюрных и «больших» камер. Показано, что часто применяемое на практике использование приближения постоянства плотности генерации пар ионов осколком деления вдоль его трека для «больших» камер приводит к существенным ошибкам в оценке плотностей ионов, электронов и электрических полей внутри ИКД, при этом чувствительности могут отличаться на порядок. Ключевые слова: ионизационная камера деления, токовый режим, чувствительность, полный ток Для цитирования. Лэ Тхи Зиеу Хьен. Моделирование переноса зарядов в токовом режиме в активном объеме ионизационной камеры деления / Лэ Тхи Зиеу Хьен, А. А. Хрущинский, С. А. Кутень // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер фiз.-мат. навук.-2018.-Т. 54, № 1.-С. 97-109.