Шелест гранаты

Эти составляющие и образовывали результирующий сигнал (рис. 4.10) — падение напряжения на резисторе, которое регистрировалось осциллографом.

Скорости дрейфа ионов в смесях гелия-3 и аргона были пропорциональны приведенным напряженностям. Подтверждалось и «открытие» Затычкина: длительности дрейфовых токов соответствовали ионам компоненты смеси с наинизшим потенциалом ионизации.

Из осциллограмм также следовало, что в исследованных смесях газов не дрейфуют свободные электроны! Об этом свидетельствовала длительность «треугольного» импульса в начале осциллограммы дрейфового тока: он был типично «ионным», индуцируемый более быстрыми электронами должен был быть «короче» на два порядка!

Объяснение виделось только одно: свободные электроны исчезли из-за наличия примесей электроотрицательных газов. Конфигурация электронных оболочек некоторых молекул такова, что присоединение электрона энергетически выгодно: он «прилипает» к такой молекуле, образуя отрицательный ион. Энергия связи электрона в отрицательном ионе — десятые доли электрон вольта и при нормальных условиях (когда тот же воздух не нагрет мощной ударной волной, не ионизуется интенсивным излучением, когда отсутствует сильное электрическое поле) именно они являются основными носителями отрицательных зарядов. Газы, способные образовывать отрицательные ионы — кислород, углекислый газ и пары воды — в основном составляют и «загрязняющие» примеси в технических газах, применяемых для наполнения счетчиков.

Поскольку плотность газов в трубке была высока, уже на небольших расстояниях от весьма узкой области коронирования происходило достаточное число столкновений электронов с молекулами загрязняющих примесей, чтобы основными носителями отрицательного заряда стали ионы. Из этого следовало два важных вывода:

— дрейф электронов не оказывает существенного влияния на кинетику носителей заряда также и в счетчике;

— исследовать кинетику электронов можно либо на несколько порядков снизив плотность исследуемых газов (уменьшив тем самым число столкновений в процессе дрейфа, а значит, и вероятность захвата электрона), либо — получив для измерений сверхчистые газы, в которых концентрация примесей была бы снижена на столько же порядков.

^{Рис. 4.10. Осциллограмма ионного тока в пространстве дрейфа: (Т) — время дрейфа отрицательных ионов, (Т+) — положительных}

^{Рис. 4.11. Зависимость скорости дрейфа положительных ионов в гелии-3 (концентрация загрязняющих примесей значительна) от напряженности электрического поля в пространстве дрейфа}

Пока же примесей было столько, что в гелии-3 (рис. 4.1 L) даже положительные ионы были чужеродными (их подвижность обычно выше), но представления о производстве, приобретенные за годы работы, не способствовали развитию иллюзий о том, что результаты дрейфовых измерений станут причиной кардинального улучшения очистки технических газов. Что же касается исследований в существенно менее плотных газах, то тут перспективы были кошмарными: расчетные времена дрейфа ионов становились сравнимыми с длительностью переходных процессов в уже разработанной схеме, что делало невозможными сколь-нибудь точные измерения. Для исследования же кинетики куда более быстрых электронов тем более надо было создавать совершенно новую схему, но было непонятно, к чему подобные мучения, если при разработке счетчиков эти данные все равно не пригодятся. Довольно легко было убедить Тугого, что из темы диссертации и плана работ исследования кинетики электронов надо изъять, но был в составе совета человек, от которого можно было ожидать по этому поводу бурной истерики. На очередное заседание ученого совета представили скорректированную тему диссертации, научным руководителем которой было предложено оставить лишь Тугого.

Истерика действительно бабахнула многотонной бомбой, но, к счастью, не тогда, когда это представлялось наиболее опасным.