Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer
Bau einer kontinuierlich betriebenen Diffusionsnebelkammer
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Einleitung<br />
Das Ziel dieser wissenschaftlicher Arbeit ist Entwicklung und <strong>Bau</strong> <strong>einer</strong> <strong>kontinuierlich</strong><br />
<strong>betriebenen</strong> <strong>Diffusionsnebelkammer</strong>, die Strahlung sowohl künstlicher<br />
als auch deutlich schwächerer natürlicher Quellen detektiert. Anschließend<br />
sollen damit Untersuchungen zur Bestimmung optimaler Betriebsparameter<br />
durchgeführt werden.<br />
Eine Nebelkammer stellt einen Detektor aus dem Bereich der Kern- und<br />
Teilchenphysik dar, der zum Nachweis radioaktiver Strahlung für einen Beobachter<br />
sichtbare Nebelspuren erzeugt und damit Bahnen kleinster Teilchen<br />
direkt aufzeigt.<br />
Die erste Nebelkammer wurde von Charles Thomson Rees Wilson (1869-<br />
1959) Ende des 19. Jahrhunderts gebaut. Es war eine Expansionsnebelkammer,<br />
die bedingt durch ihre Funktionsweise nur einen periodischen Betrieb<br />
mit Totzeiten ermöglichte. Trotzdem hatte sie in der Kern- und Teilchenphysik<br />
eine wichtige Stellung eingenommen. Nachdem 1911 C. T. R. Wilson als<br />
erster Mensch Bewegungsbahnen von α- und β-Teilchen beobachten konnte<br />
[1], wurden mit ihrer Hilfe viele bedeutende Entdeckungen gemacht bzw.<br />
bestätigt, darunter der Comptoneffekt, Entdeckung des Positrons, Paarerzeugung<br />
und Paarvernichtung von Elektronen und Positronen [1].<br />
In <strong>einer</strong> <strong>Diffusionsnebelkammer</strong> wird statt Expansion-Kompression-Zyklen<br />
Diffusion eines Dampfes von einem warmen zu einem kalten Kammerbereich<br />
ausgenutzt. Da bei Herstellung geeigneter Bedingungen der Prozess<br />
<strong>kontinuierlich</strong> aufrechterhalten werden kann, bietet eine <strong>Diffusionsnebelkammer</strong><br />
die Möglichkeit <strong>einer</strong> <strong>kontinuierlich</strong>en Nachweissensitivität und eignet<br />
sich damit sehr gut als Demonstrationsobjekt.<br />
In Kapitel 1 wird ein Überblick über die theoretischen Grundlagen gegeben.<br />
Aus der Sicht der Thermodynamik sind Kondensationsprozesse an Ionen<br />
und Diffusionsprozesse innerhalb des Kammervolumens besonders wichtig für<br />
eine Nebelkammer. Mit der Untersuchung der Diffusionsprozesse beschäftigten<br />
sich mehrere Autoren. Dabei werden die Ergebnisse je nach Verallgem<strong>einer</strong>ungsfähigkeit<br />
eines Problemansatzes komplizierter. Zum kern- und teilchenphysikalischen<br />
Aspekt <strong>einer</strong> Nebelkammer werden Ergebnisse zum Ioni-<br />
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