2) способности улавливать пары ионов, возникших в результате ионизации (+)
3) способности накапливать энергию излучения в кристаллах
4) в почернение фотоэмульсии
Ионизационный метод основан на регистрации электрического заряда, возникающего при прохождении ионизирующего излучения через чувствительную среду. Энергия фотонов или заряженных частиц передаётся атомам и молекулам газа, вызывая их ионизацию с образованием положительных ионов и свободных электронов. Под действием электрического поля эти носители заряда движутся к электродам, формируя импульс или ионизационный ток, величина которого связана с интенсивностью излучения и числом образовавшихся ионных пар.
В ионизационной камере регистрируется преимущественно первичная ионизация: собранный заряд позволяет оценивать мощность дозы или накопленную дозу. В пропорциональном счётчике первичные электроны вызывают вторичную газовую лавину, поэтому амплитуда импульса сохраняет зависимость от энергии частицы. В счётчике Гейгера—Мюллера развивается самостоятельный разряд; он обеспечивает эффективный подсчёт частиц, но практически не позволяет определить их энергию.
Возбуждение атомов само по себе не является основой ионизационной регистрации, поскольку не сопровождается образованием свободных зарядов в необходимом количестве. Накопление энергии в кристаллах относится к сцинтилляционному или термолюминесцентному методам, а почернение фотоэмульсии — к фотохимической регистрации. Поэтому правильный принцип заключается именно в улавливании и измерении зарядов, образованных ионными парами.
| Метод или детектор | Чувствительная среда | Формируемый сигнал | Основная регистрируемая величина |
|---|---|---|---|
| Ионизационная камера | Газ между электродами | Ионизационный ток от собранных первичных ионных пар | Доза и мощность дозы |
| Пропорциональный счётчик | Газ, обычно с добавкой для газового усиления | Импульс, амплитуда которого пропорциональна первичной ионизации | Число частиц и, в определённых пределах, их энергия |
| Счётчик Гейгера—Мюллера | Газ в режиме полной лавинной ионизации | Стандартизированный импульс практически одинаковой амплитуды | Интенсивность потока ионизирующих частиц |
| Сцинтилляционный детектор | Сцинтилляционный кристалл или органический материал | Вспышка света, преобразуемая фотоумножителем или фотодиодом | Интенсивность и энергия излучения по световому сигналу |
| Полупроводниковый детектор | Кристалл кремния, германия или другого полупроводника | Движение электронно-дырочных пар в электрическом поле | Энергия и число зарегистрированных частиц |
| Фотографический метод | Светочувствительная фотоэмульсия | Скрытое изображение с последующим химическим проявлением | Степень почернения, связанная с дозой |
Эффективность ионизационной регистрации определяется энергией излучения, составом и давлением чувствительной среды, геометрией детектора и напряжённостью электрического поля. Для радиационно-гигиенического контроля особенно важны стабильность показаний, градуировка по дозе и возможность измерения мощности дозы в реальном времени. Ионизационные камеры применяют как эталонные и дозиметрические приборы благодаря хорошей воспроизводимости и точности.