2) действие которого основано на зонной теории электронных состояний в твердых телах
3) который использует полупроводники для обнаружения заряженных частиц или фотонного излучения высоких энергий
4) действие которого основано на измерении уровня ионизации газа в рабочем объёме камеры, который находится между двумя электродами (+)
Ионизационная камера регистрирует ионизирующее излучение по заряду, образующемуся при прохождении частицы или фотона через газовый рабочий объём. Энергия излучения вызывает ионизацию молекул газа с образованием электронов и положительных ионов; электрическое поле между электродами направляет их к противоположно заряженным электродам. Возникающий ионизационный ток пропорционален числу образованных ионных пар и, при заданных условиях, поглощённой дозе или мощности дозы.
Поэтому верен вариант 4: принцип работы основан на измерении степени ионизации газа в камере, находящегося между электродами, на которые подано напряжение противоположной полярности. В строгом физическом смысле электроды не могут иметь одинаковый знак: один является анодом, другой — катодом. Сцинтилляционный детектор регистрирует световые вспышки, а полупроводниковый — электрический заряд в кристалле; эти механизмы соответствуют другим типам детекторов.
| Тип детектора | Чувствительная среда | Формирование сигнала | Основное применение или признак |
|---|---|---|---|
| Ионизационная камера | Газ | Сбор первичных ионных пар и измерение ионизационного тока | Точная дозиметрия и измерение мощности дозы; отсутствует газовое усиление |
| Пропорциональный счётчик | Газ | Газовое усиление за счёт вторичной ионизации | Амплитуда импульса пропорциональна энергии зарегистрированного излучения |
| Счётчик Гейгера—Мюллера | Газ | Разряд, распространяющийся по всему чувствительному объёму | Высокая чувствительность к факту события, но практически отсутствует спектрометрическая информация |
| Сцинтилляционный детектор | Сцинтиллятор | Световая вспышка преобразуется фотоумножителем или фотодиодом в электрический импульс | Быстрая регистрация и высокая эффективность обнаружения |
| Полупроводниковый детектор | Кристалл кремния, германия или другого полупроводника | Сбор электронно-дырочных пар в области электрического поля | Высокое энергетическое разрешение и компактность |
| Дозиметрическая камера в радиотерапии | Ионизационный газовый объём | Измерение заряда, связанного с поглощённой энергией | Контроль калибровки аппаратов, выходной дозы и параметров пучка |
Ионизационные камеры особенно важны в радиотерапии для абсолютной дозиметрии и верификации параметров лечебного пучка. Их показания зависят от температуры, давления, полярности и рекомбинации ионов, поэтому при точных измерениях применяют соответствующие поправочные коэффициенты. Камера измеряет не отдельную частицу как уникальное событие, а суммарный ионизационный эффект излучения в чувствительном объёме. Благодаря стабильности и хорошей воспроизводимости она является базовым инструментом дозиметрического контроля.