Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer

Öffnung zum Einsatz einer radioaktiven Quelle geführt. Abbildung 2.3 zeigt
diese Wand vom Kammerinneren aus. Die Durchgänge wurden nach Möglichkeit
oben gesetzt, damit die dadurch entstehende Wärme- bzw. Kältebrücke
Bereiche mit kleinerer Temperaturdifferenz verbindet. Eine zusätzliche Platte
soll nach der Testphase alle elektrischen Leitungen (darunter auch eine
unter Hochspannung) von außen abdecken. Während der Testphase wird
der Freiraum hinter der Kammer am Tisch als Arbeitsfläche genutzt, wo
hauptsächlich die Auslese der Temperaturprofile stattfindet.
2.2 Kühlsystem
Zur Schätzung der notwendigen Bodentemperatur wurden folgende Informationen
herangezogen. Laut M. Heide [22] lag der Temperaturgradient in der
sensitiven Schicht in seiner Kammer bei 7, 7 − 11, 8 K . Unter der Annahme
cm
dieses Temperaturgradienten über die ganze Kammerhöhe von 11 cm hinweg
muss die Temperaturdifferenz θh im Bereich 85 − 130 K liegen. Allerdings
verläuft der Temperaturprofil in höheren Lagen deutlich flacher, wie man den
Diagrammen von M. Heide entnehmen kann, sodass die tatsächlich benötigte
Differenz zwischen der Boden- und Deckentemperatur auf 60 K geschätzt
wurde. Wenn man von einer Zimmertemperatur 20◦C−30◦C an der Kammerdecke
ausgeht, müsste die Bodenplatte damit auf −30◦C bis −40◦C gekühlt
werden. Die Wahl der Bodentemperatur auf −40◦C wurde dadurch bestätigt,
dass laut E. W. Cowan [7] Ionenspuren zwischen −30◦C und −70◦C sichtbar
werden. In Arbeiten von R. P. Shutt [9] und C. Behn und T. Lange [25] werden
vergleichbare Temperaturdifferenzen θh angegeben. Aus diesen Gründen
legte man die Bodentenperatur T0 auf −40◦C fest.
In der Testphase wurde die Bodentemperatur (genauer die Einstellung
am Kühlaggregat) als einer der thermischen Parameter untersucht. Die Ergebnisse
aus dieser Messreihe werden im Kapitel 3 vorgestellt.
Zur Erzeugung eines Temperaturgefälles zur Bodenplatte hin, muss diese
gekühlt werden. Dazu stehen folgende Möglichkeiten zur Auswahl.
Man kann einen Kontakt zwischen der Bodenplatte und einem Reservoir
mit Trockeneis (festes Kohlenstoffdioxid, CO2) herstellen, sodass relativ
niedrige Temperaturen (bis −70◦C) erreicht werden können, was für den Aufbau
eines steilen Temperaturgradienten vorteilhaft ist. Während des Betriebs
wird das Eis allerdings verbraucht, sodass kein kontinuierlicher Betrieb einer
solchen Kammer möglich ist. Deshalb muss man bei der Wahl der Kältequelle
eine zeitlich stabilere suchen.
In kleineren Nebelkammern werden oft Peltier-Elemente zur Kühlung verwendet.
Die Elemente bestehen aus zwei Platten, zwischen denen zwei Arten
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