스파크상자

요약 높은 전압의 방전에 의한 발광을 이용해서 고에너지 하전입자의 비적을 관측하는 장치이다. 검출하려는 입자가 비활성기체와 충돌하여 2차전자를 만드는 과정이 연속해서 일어나 방전이 커지는 것을 관측하는 장치로, 우주선과 고에너지 연구에 주로 사용되었으나 현재는 잘 쓰이지 않는다.

방전상자(放電箱子)라고도 한다. 1958년 일본의 후쿠이타 카도키[福井崇時]와 미야모토 시게노리[宮本重德]가 최초의 실용적 장치를 만들었고, 그 후 몇 개의 변형이 개발되었다. 원리는 네온 등의 비활성기체를 전극 사이에 채워넣고 입자가 기체 속을 통과했을 때 전극에 고압을 걸면 입사(入射) 입자의 이온화작용에 의해 만들어진 전자가 고압에 의해 가속되고, 그것이 기체입자와 충돌하여 2차전자를 만드는데, 이 과정이 잇달아 일어나 방전이 커짐으로써 들뜬 원자나 이온이 발생한다. 금속판 전극을 사용하면 방전스파크가 되어 판에 수직방향으로 커지는데, 그러한 상자를 여러 개 겹쳐 쌓으면 입자의 비적이 보인다(［그림 1］). 기체의 기압, 전극의 성질, 전압, 전압을 가하는 시간 등을 알맞게 조절하면 방전이 비적 가까이에 부분적으로 나타나 또 다른 형태의 비적이 보인다(［그림 2］). 방전의 위치를 광학적으로 알아내는 방법 외에 방전의 소리를 측정하거나 방전에 의해 금속선에 유발(誘發)되는 전기신호를 기록하는 방법도 사용된다. 현재는 잘 사용되지 않으나 1950~1970년대에 걸쳐,ν_e와 ν_μ 중성미자의 발견 등 우주선(宇宙線)과 고에너지 연구에 크게 이바지하였다.