Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer
Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer
Zusammenfassung Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde eine funktionierende Diffusionsnebelkammer gebaut und beschrieben. Sie erfordert noch einige kleinere Abschlussarbeiten, hat aber bereits in diesem Zustand viele beeindruckende Spuren aufgezeigt. Eine Untersuchung der Einflüsse der einzelnen natürlichen α-Quellen ergab, dass die meisten detektierten Spuren von α-Teilchen vermutlich aus den Zerfällen des radioaktiven Radons in der Luft stammen. Eine Untersuchung der Ereignisraten für Spuren von Elektronen (bzw. Positronen) und Myonen war auf optischem Weg nicht möglich, da sie ein unregelmäßiges Bild aus sich überlagernden Spuren ergeben. In der Testphase wurden Erkenntnisse über das Betriebsverhalten der Nebelkammer gesammelt und daraus Betriebsparameter abgeleitet. Da qualitative Aussagen dazu durch Analyse optischer Beobachtungen erhalten wurden und das Betriebsverhalten durch viele Parameter beeinflusst wird, die teilweise von Bedingungen am Einsatzort abhängen, sollen die angegebenen Betriebsparameter zur ersten Orientierung dienen. Die jeweils optimalen Einstellungen müssen durch Nachregeln individuell bestimmt werden. Eine Untersuchung der vertikalen Temperaturprofile liefert ein interessantes Ergebnis. Die Temperaturprofile verlaufen im unteren Kammerbereich bei verschiedenen Temperaturen am Kühlaggregat parallel. Das deutet auf die Unabhängigkeit des Temperaturgradienten bzw. der Übersättigung von der Bodentemperatur hin. Allerdings sind bei höheren Bodentemperaturen auch höhere Heizströme zur Verdampfung des Alkohols notwendig. Eine Untersuchung der Kammer unter dem Sicherheitsaspekt ergab, dass bei einem kontrollierten Betrieb keine Gefahren bestehen. Es wurden Verbesserungsvorschläge angegeben, die sich aus der Analyse des Betriebsverhaltens ergeben. Während kleinere Abschlussarbeiten bereits durchgeführt werden, gibt es unter Vorschlägen auch solche, die eine Reihe analytischer Untersuchungen erfordern, und somit sehr aufwendig sind. 55
Anhang A Verwendete Größenbezeichnungen Bedeutung der verwendeten Indizes: 1 Werte für Dampf 2 Werte für Trägergas 0 Werte am Kammerboden (d.h. bei x = 0) h Werte an der Kammerdecke (d.h. bei x = h) Im Folgenden werden die jeweiligen Indizes mit (i) angedeutet. Größen ohne Indizes gelten für das gesamte Dampf-Gas-Gemisch. Symbol Wert Einheit Definition α ≈ 137 −1 Feinstrukturkonstante A Massenzahl des Absorbermediums β v c relativistischer Faktor für das einfallende Teilchen βa, βb . . . Parameter nach R. P. Shutt ¯βa, ¯ βb . . . Parameter nach A. R. Bevan b K −1 Linearitätskonstante nach A. Langsdorf (s.u.) C1 c 2, 998 · 10 ci cal gK 8 m s g cm2s δ Dichteeffekt spez. Wärmekapazität des Dampfes Lichtgeschwindigkeit im Vakuum Dampf-/Gas(massen)fluss δL, δσ K −1 spezifische Konstanten D s.u. cm 2 s 56 Diffusionskonstante
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Anhang A<br />
Verwendete<br />
Größenbezeichnungen<br />
Bedeutung der verwendeten Indizes:<br />
1 Werte für Dampf<br />
2 Werte für Trägergas<br />
0 Werte am Kammerboden (d.h. bei x = 0)<br />
h Werte an der Kammerdecke (d.h. bei x = h)<br />
Im Folgenden werden die jeweiligen Indizes mit (i) angedeutet. Größen ohne<br />
Indizes gelten für das gesamte Dampf-Gas-Gemisch.<br />
Symbol Wert Einheit Definition<br />
α ≈ 137 −1 Feinstrukturkonstante<br />
A Massenzahl des Absorbermediums<br />
β<br />
v<br />
c<br />
relativistischer Faktor für das einfallende<br />
Teilchen<br />
βa, βb . . . Parameter nach R. P. Shutt<br />
¯βa, ¯ βb . . . Parameter nach A. R. Bevan<br />
b K −1 Linearitätskonstante nach A. Langsdorf<br />
(s.u.)<br />
C1<br />
c 2, 998 · 10<br />
ci<br />
cal<br />
gK<br />
8 m<br />
s<br />
g<br />
cm2s δ Dichteeffekt<br />
spez. Wärmekapazität des Dampfes<br />
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum<br />
Dampf-/Gas(massen)fluss<br />
δL, δσ K −1 spezifische Konstanten<br />
D s.u. cm 2<br />
s<br />
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Diffusionskonstante
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