Что не так с моей настройкой камеры Вильсона?

Мой личный опыт таков, что губку (я использовала войлочную) нужно хорошенько пропитать спиртом . Метанол (его легче получить, чем чистый этанол) дает наилучшие результаты.

С такой настройкой я мог видеть излучение, испускаемое торированными сварочными стержнями (тиг-электродами), когда они были помещены внутрь коробки. Как и Ам-241, Тh-232 в основном$\alpha$-эмиттер и$\alpha$частицы не могут проникнуть через пластик коробки. Даже в воздухе у них очень маленький радиус действия. Поэтому при использовании источника излучения детектора дыма поместите его в камеру Вильсона на небольшой «пьедестал», чтобы увидеть следы.

Вы сказали, что прикрепили свой америций к коробке. Насколько я знаю, америций является альфа-излучателем, поэтому альфа-частицы должны блокироваться коробкой.

Попробуйте положить его в коробку. Может быть, это помогает.

Если это не сработает с образцом внутри камеры, вы можете быть уверены, что что-то не так с вашей установкой. Если он и работает, то просто нечувствителен к световым частицам.

Я еженедельно провожу семинар по камерам Вильсона в ЦЕРН, и во время разработки этого семинара было протестировано несколько установок, пока не был найден (относительно) самый простой способ их создания.

Основываясь на видео, которое вы показали, я бы сказал, что ваше алкогольное облако недостаточно стабильно. Насколько я могу судить, не видя вашу установку вживую, я думаю, что причина этого в вашем источнике алкоголя и неоднородности вашей пластиковой крышки.

Для источника спирта губка — не лучший вариант. Войлок более эффективно поглощает много алкоголя и равномерно выделяет его. Кроме того, чем чище ваш алкоголь, тем лучше. Мы используем изопропанол (его нетрудно найти в аптеке, так как он обычно используется для очистки и дезинфекции), но этанол тоже подойдет (но постарайтесь получить не менее 95%).

Для вашей пластиковой крышки; ну, пластик не слишком хорошо проводит тепло, поэтому он также не пропускает охлаждение от сухого льда эффективным образом (и, что более важно, то малое охлаждение, которое передается, будет очень неоднородным, это видно из вашего видео). Вы можете продолжать использовать свою пластиковую коробку (стекло, вероятно, будет лучше, хотя мы сами используем оргстекло), но вы не можете использовать пластиковую крышку. Старайтесь использовать любой металл, максимально темный. В качестве опорной пластины мы используем черную анодированную алюминиевую пластину, на которой есть канавка, в которую вставляется коробка. Перед тем, как поставить коробку, мы наполняем канавку спиртом, чтобы сделать ее герметичной. Такую тарелку будет непросто изготовить самостоятельно (особенно канавку), но вы можете взять, например, большую черную сковороду (вы знаете, с тефлоновым покрытием) и поставить на нее свою коробку. Дополнительным бонусом является то, что кастрюля по определению является очень хорошим проводником. Единственное, в чем вы должны убедиться, это в том, что он герметично закрыт пластиковой коробкой; сделайте это, нанеся немного спирта по краям коробки и постарайтесь удержать ее на месте (при необходимости, даже заклеив скотчем).

Также примите во внимание, что облаку требуется несколько минут для формирования, но около 10–15 минут, чтобы оно стало достаточно стабильным, чтобы отображались треки.

На сайте нашей мастерской есть удобное руководство по использованию камеры Вильсона своими руками: http://scool.web.cern.ch/sites/scool.web.cern.ch/files/documents/SCoolLAB_CloudChamber_DIYManual_2016.pdf .

Кстати, если вы хотите использовать$\alpha$источник, вы должны поместить его в свою камеру Вильсона, потому что, как уже упоминалось в других ответах,$\alpha$частицы могут быть остановлены листом бумаги и, следовательно, не смогут проникнуть в вашу коробку. Мы никогда не используем радиоактивные источники, но видим множество следов космического излучения (в основном мюонов) и несколько следов естественного фонового излучения. Например, воздух содержит радон, который является естественным$\alpha$источник. В наших камерах Вильсона это составляет более или менее 3$\alpha$следов частиц в минуту; в вашем я бы оценил это в среднем 1 раз в 2 минуты (но имейте в виду, что концентрация радона варьируется географически, в зависимости от погоды и имеет некоторые другие факторы, поэтому она может быть намного больше или меньше). Однако вы должны быть в состоянии увидеть много мюонов.

Удачи!

Ps: другое дело, что вспышка смартфона не идеальный источник света; он слишком разбросан, а цветовая температура адаптирована к коже человека, а не к следам камеры Вильсона. Стандартная горелка должна работать лучше.

Эти вещи сложнее настроить, чем показывают видео на YouTube (также: видео часто вводят в заблуждение с точки зрения количества треков, которые вы можете ожидать от простого источника дымового извещателя. Если вы видите десятки треков, они использовали гораздо более мощный источник.)

1) Поместите источник в камеру Вильсона. Пробег альфа-частиц в воздухе составляет всего несколько сантиметров.

2) Более концентрированный спирт (>90%) работает лучше. Я думаю, что большая часть проблемы заключается в том, что вода в спирте имеет тенденцию конденсироваться и замерзать на вашем контейнере.

3) Вы должны подождать (и ничего не трогать) в течение нескольких минут (10-15), чтобы условия в вашей камере Вильсона были правильными. Даже в этом случае активный слой такой простой камеры составляет всего сантиметр или около того.

4) Стекло работает немного лучше пластика (видно лучше). Даже маленькая баночка подойдет (старомодная банка из-под рассола), активный объем все равно невелик. Контейнер должен иметь некоторую высоту, чтобы могли возникать вертикальные градиенты концентрации пара.