Презентація "Бульбашкова камера"

Попередній слайд
Наступний слайд


Завантажити презентацію "Бульбашкова камера"
Слайд #1
Презентація на тему: “БУЛЬБАШКОВА КАМЕРА”


Слайд #2
Бульбашкова камера - прилад для реєстрації слідів (або треків) швидких заряджених іонізуючих частинок, дія якого заснована на вскипанні перегрітої рідини уздовж траєкторії частинки.


Слайд #3
1. Історія
Бульбашкова камера була винайдена Дональдом Глейзером (США) в 1952. За своє відкриття Глейзер отримав Нобелівську премію в 1960. Луїс Уолтер Альварес удосконалив бульбашкову камеру Глейзера, використавши як перегріту рідину водень. А також для аналізу сотень тисяч фотографій, одержуваних при дослідженнях за допомогою бульбашкової камери, Альварес вперше застосував комп'ютерну програму, що дозволяла аналізувати дані з дуже великою швидкістю.
Бульбашкова камера дозволила зафіксувати поведінку багатьох іонізуючих частинок, які раніше не піддавалися спостереженню, і отримати про них в тисячі разів більшу інформацію. До цього близько 40 років була відома камера Вільсона.


Слайд #4
2. Принцип роботи
Камера заповнена рідиною, яка знаходиться в стані близькому до закипання. При різкому зменшенні тиску рідина стає перегрітою. Якщо в даному стані в камеру потрапить іонізуюча частинка, то її траєкторія буде відзначена ланцюжком бульбашок пари і може бути сфотографована.


Слайд #5
2.1. Робоча рідина
В якості робочої рідини найчастіше застосовують рідкі водень і дейтерій (кріогенні бульбашкові камери), а також пропан, різні фреони, ксенон, суміш ксенону з пропаном.


Слайд #6
2.2. Створення перегрітої рідини
Перегрів рідини досягається за рахунок швидкого зниження тиску до значення, при якому температури кипіння рідини виявляється нижче її поточної температури.
Зниження тиску здійснюється за час ~ 5-15 мс переміщенням поршня (в жідководородних камерах) або скиданням зовнішнього тиску з об'єму, обмеженого гнучкою мембраною (в тяжеложідкостних камерах).


Слайд #7
2.3. Процес вимірювання
Частинки впускаються в камеру в момент її максимальної чутливості. Через деякий час, необхідний для досягнення бульбашками досить великих розмірів, камера висвітлюється і сліди фотографуються (стереофотос'емка за допомогою 2-4 об'єктивів). Після фотографування тиск піднімається до колишньої величини, бульбашки зникають, і камера знову виявляється готової до дії. Весь цикл роботи становить величину менше 1 с, час чутливості ~ 10-40 мс.
Бульбашкові камери (крім ксенонових) розміщуються в сильних магнітних полях. Це дозволяє визначити імпульси заряджених частинок з вимірюваннярадіусів кривизни їх траєкторій.


Слайд #8
3. Застосування
Бульбашкові камери, як правило, використовуються для реєстрації актів взаємодії частинок високих енергій з ядрами робочої рідини або актів розпаду частинок. У першому випадку робоча рідина виконує ролі і реєструючого середовища, і середовища-мішені.


Слайд #9
4. Характеристики, переваги і недоліки
Ефективність реєстрації бульбашкової камери різних процесів взаємодії або розпаду визначається в основному її розмірами. Найбільш типовий обсяг - сотні літрів, але існують камери набагато більшого розміру, наприклад, воднева камера "Мірабель" на прискорювачі Інституту фізики високих енергій РАН має об'єм 10 м ; воднева камера на прискорювачі Національної прискорювальної лабораторії США - обсяг 25 м .
Основна перевага бульбашкової камери - ізотропна просторова чутливість до реєстрації частинок і висока точність вимірювання їх імпульсів.
Недолік бульбашкової камери - слабка керованість, необхідна для відбору потрібних актів взаємодії часток або їх розпаду.
 


Слайд #10
Література
Glaser DA, Some effects of ionizing radiation on the formation of bubbles in liquids, "The Physical Review", 1952, v. 87, № 4.
Бульбашкові камери, М., 1963.
Праці Міжнародної конференції з апаратурі у фізиці високих енергій, т. 2, Дубна, 1971.