Princípio básico das câmaras de ionização
A câmara possui um cátodo e um ânodo que são mantidos em alguma tensão (talvez 100 – 200 V), e o dispositivo é caracterizado por uma capacitância determinada pela geometria dos eletrodos. Placas planas ou cilindros concêntricos podem ser utilizados na construção de uma câmara de ionização. O design da placa plana é preferido porque possui um volume ativo bem definido e garante que os íons não se acumulem nos isoladores e causem uma distorção do campo elétrico. À medida que a radiação ionizante entra no gás entre os eletrodos, um número finito de pares de íonssão formados. O comportamento dos pares de íons resultantes é afetado pelo gradiente de potencial do campo elétrico dentro do gás e pelo tipo e pressão do gás de enchimento. Sob a influência do campo elétrico, os íons positivos se moverão em direção ao eletrodo carregado negativamente (cilindro ou placa externa) e os íons negativos (elétrons) migrarão em direção ao eletrodo positivo (fio ou placa central). O campo elétrico nessa região impede que os íons se recombinem com os elétrons. A coleta desses íons produzirá uma carga nos eletrodos e um pulso elétrico no circuito de detecção. No ar, a energia média necessária para produzir um íon é de cerca de 34 eV; portanto, uma radiação de 1 MeV completamente absorvida no detector produz cerca de 3 x 10 4 pares de íons.. No entanto, é um sinal pequeno, este sinal pode ser consideravelmente amplificado usando a eletrônica padrão. Uma corrente de 1 micro-ampère consiste em cerca de 10 12 elétrons por segundo.
A construção da câmara de ionização difere do contador proporcional. O design da placa plana é preferido para as câmaras de ionização, ou cilindros concêntricos podem ser utilizados na construção para permitir a integração dos pulsos produzidos pela radiação incidente. Contadores proporcionais e contadores Geiger geralmente utilizam cilindro e eletrodo central. O contador proporcional exigiria um controle exato do campo elétrico entre os eletrodos, o que não seria prático.