🤸🏿 🥩 👨🏿‍🔬 Dans le sillage des particules chaudes. Chambre de Wilson 🍤 🧖🏿 📡

Les hamsters vous souhaitent la bienvenue entre amis!

La publication d'aujourd'hui sera consacrée à la chambre de condensation Wilson avec laquelle vous pouvez voir le rayonnement sous la forme de traces de particules chargées. La vue est envoûtante! Dans le cours, nous verrons comment créer un tel appareil, comment le démarrer correctement et découvrir dans quelles conditions les particules ouvrent le plein potentiel pour un observateur extérieur - comme vous et moi.

Tous les composants nécessaires ont été commandés à la province chinoise et les travaux ont commencé à bouillir. Pour l'avenir, je dirai que les jours suivants, sans laisser de frénésie, je voulais tuer un Chinois, me couper le doigt et sacrifier un bélier qui éparpillait des pièges sur le chemin de la personnification des traces de rayonnement. Tout n'a pas été aussi simple qu'il y paraît à première vue. Par conséquent, je vais commencer dans l'ordre.

Pour assembler la caméra Wilson, nous devons obtenir deux puissantes sources d'alimentation pour 5 et 12 volts. Dans mon cas, ce sont des alimentations de serveurs provenant de fermes minières. L'étiquette indique le courant déclaré de 114 ampères. Ceci est clairement supérieur, car les paramètres réels de la consommation actuelle de l'installation étaient de 23 ampères le long de la ligne 12 volts et de 9 ampères le long de la ligne 5 volts. Idéalement, une alimentation d'ordinateur de 500 W convient ici.

Les principaux éléments suivants: il s'agit d'un refroidisseur sur modules Peltier, d'un convertisseur haute tension pour plusieurs kilovolts et d'une chambre de visualisation en verre à travers laquelle nous devons observer les traces de rayonnements ionisants.

La glacière peut être appelée la partie portante de ce château de cartes.Il est basé sur des éléments thermoélectriques Peltier, dans lesquels une différence de température se produit sur ses côtés lorsqu'un courant électrique circule.

Pour que l'installation fonctionne, nous avons besoin de 8 de ces éléments. Quatre d'entre eux sont TEC1-12710 avec une consommation électrique maximale déclarée de 154 W chacun, et le même nombre d'éléments sont TEC1-12706 avec une puissance consommée de 60 W. Ils fonctionneront en mode sandwich. De la pratique, un tel assemblage donne une température de moins 15 degrés inférieure à un élément séparément.

Pour atteindre les températures négatives les plus élevées, le système doit être équipé d'un refroidissement par eau de haute qualité. Ceci est mis en œuvre à l'aide de radiateurs en aluminiumspécialement conçu à cet effet, quelques mètres de tuyau en PVC d'un diamètre de 12 mm et une pompe submersible sans balais pouvant pomper 240 litres d'eau par heure. Il est alimenté par une tension constante de 12 volts, tout en consommant 3,6 watts.

Maintenant, notre tâche est de connecter tous les éléments ensemble. Pour cela, une base métallique a été trouvée sur laquelle reposeront des radiateurs et un cadre métallique est assemblé, qui rassemble tout. À ces fins, les coins en aluminium et le canal achetés dans la quincaillerie la plus proche étaient parfaits.

La graisse thermique utilise dans ce cas du gris avec l'inscription sur la boîte HY-510 .Il doit être appliqué en une couche uniforme uniforme pour éviter d'éventuelles microbulles. Vous pouvez utiliser une carte en plastique pour cela.

Nous plaçons les convertisseurs thermoélectriques dans l'ordre suivant. Vous trouverez ci-dessous les marques TEC1-12710 les plus puissantes , et au-dessus les éléments TEC1-12706 . Ils sont 2 fois plus faibles en puissance et seront également alimentés par 5 Volts au lieu de 12. Ceci est nécessaire pour que l'élément inférieur ait le temps de retirer efficacement la chaleur de la partie supérieure.

Ainsi, nous obtenons la plus grande efficacité de cet assemblage.Voici une pyramide de fer et de céramique à la fin devrait fonctionner. Il est important que toutes les surfaces des éléments Peltier soient affleurantes, les Chinois sont hackneyed avec l'épaisseur des refroidisseurs d'eau en aluminium, ce qui peut conduire à des étapes inutiles à la fin. N'oubliez pas - ils sont inacceptables!

Pour augmenter la surface sur laquelle sera installée la chambre de visualisation, nous découpons un carré de fibre de verre de 1 mm d'épaisseur, il est placé directement sur les fils dépassant des modules. Aucun support supplémentaire n'est fourni.

Nous appliquons la pâte thermique supérieure le plus uniformément possible, c'est important car maintenant nous allons coller le film noir auto-adhésif de type Oracal sur toute la surface , malgré le fait qu'il soit assez dense, toutes les bosses dessus seront clairement visibles.

Voici le paysage que j'ai obtenu lors de la deuxième tentative. Dans tous les cas, pendant le refroidissement, le film est étiré et la surface sera plus lisse.

Si vous suivez ce guide de montage, alors à la surface du refroidisseur, nous obtenons une température de moins 45 degrés, ce sera plus que suffisant pour que la chambre Wilson fonctionne bien. Par exemple, à moins 30 degrés, cela ne fonctionne pas du tout et l'alcool ne se condense pas bien à cette température. Vérifié à plusieurs reprises.

Mettez une goutte d'eau à la surface et voyez ce qui lui arrive. Le moment le plus intéressant de cette observation se produit à la toute fin, lorsque la cristallisation de la gouttelette atteint son apogée. Elle s'étend dans un cône pointu. Avec l'augmentation, il est clairement visible. Effet assez curieux.

En principe, l'assemblage est prêt, et des traces de particules chargées provoquées par la demi-vie de divers éléments radioactifs peuvent être observées à sa surface. Comme vous dites deux doigts! Mais ici s'ouvrent les moments les plus intéressants de toute cette histoire ...

Parcourez brièvement les endroits où vous pouvez glisser et tomber.

Éléments Peltier. Ils ne sont pas aussi simples qu'ils le semblent à première vue. Cela s'applique principalement aux modules supérieurs de TEC1-12706 dans ce sandwich. Ils fonctionnent donc en dehors de leur mode de fonctionnement par tension (5 Volts au lieu de 12 Volts), leur température finale différera sensiblement les uns des autres. Je note que tous les éléments sont issus d'un lot, d'une usine et d'un convoyeur.

Voici un exemple illustratif simple.Le pyromètre montre moins 9,5 degrés sur l'élément le plus faible et près de 23 degrés sur le plus fort. La différence est de 13 degrés. On pensait que cet effet est associé au système de refroidissement, car au début, l'eau passe à travers le premier échangeur de chaleur, puis pénètre dans le second. Mais non, le remplacement des tuyaux par endroits n'a rien donné de bon.

Et comment être maintenant?! En aucune façon. Nous nous habillons et allons de l'avant avec de nouveaux carrés blancs. Heureusement que le magasin est à portée de main. En conséquence, quatre des huit éléments ont dû être sélectionnés pour atteindre presque les mêmes températures sur les surfaces. La différence est de quelques degrés.

Regarder la caméra.Son but est multitâche: pour empêcher l'échange de chaleur du refroidisseur avec l'environnement, pour empêcher l'entrée de courants d'air externes, pour créer un espace fermé pour la circulation de vapeur d'alcool et pour fournir un contact visuel sans entrave avec l'échantillon d'essai à l'intérieur de la chambre.

Trouver un tel récipient en plastique n'a pas été facile. L'exigence est une bonne transparence. Malgré toute la précision et la diligence afin d'éviter d'éventuelles rayures, la capture provenait de l'endroit où elle était le moins attendue. Un sac en plastique jetable dans lequel se trouvait le récipient rayait la surface comme une toile émeri à chaque contact avec les doigts. Naturellement, ce n'est pas bon, car restaurer la surface est déjà irréaliste.

Le plus d'une telle boîte est une belle vue, moins - la prise de vue n'est possible que pendant la journée avec un éclairage approprié. Pendant le fonctionnement, toutes les empreintes digitales, les rayures, les irrégularités des parois du plastique et l'autre liste de défauts se feront sentir. L'observation des caries par le haut n'est généralement pas possible en raison des cataractes du couvercle du récipient pour aliments.

La solution consiste à commander une sorte d'aquarium en verre de la bonne taille. Avec des moyens improvisés, nous éliminons tous les défauts, nettoyons, lavons, polissons et, par conséquent, nous obtenons un appareil photo assez décent. Les dimensions extérieures des murs sont de 10 sur 10 cm et une hauteur de 12 cm.

D'un côté du cube, vous pouvez voir une découpe technologique d'un centimètre dans la partie supérieure, elle est prévue à l'avance pour régler le rétro-éclairage. Il est implémenté sur sept LED blanches super brillantes d'un diamètre de 3 mm, qui sont insérées dans une base en plastique. Il est modélisé dans SolidWorks et imprimé sur une imprimante 3D.

La visière n'était pas initialement fournie, mais elle est nécessaire pour que la lumière directe ne tombe pas dans l'objectif du caméscope. Le cadre surexposé sur le fond des désintégrations observées est très probablement inaccessible.

Ensuite, avec une couronne en diamant, vous devez percer deux trous dans le verre sur les côtés dans la partie supérieure de la chambre. Cela se fait à l'aide d'une perceuse, de vitesses élevées et de l'ajout d'eau. Le verre peut chauffer au point de friction et se fissurer. Maintenant, nous en avons le moins besoin.

A l'intérieur, aux endroits des trous, collez l'éponge poreuse. Il s'agit d'une section du côté abrasif dur d'un gant de toilette de cuisine. Un style pour tous les goûts et toutes les couleurs. A l'avenir, il sera imprégné d'alcool et servira de source aux vapeurs mêmes qui se condenseront au fond de la chambre. À travers les trous, il est pratique de faire le plein de l'appareil photo avec de l'alcool pendant le fonctionnement.

Il semblerait que nous ayons terminé les travaux principaux et que nous puissions maintenant commencer l'installation en observant la décroissance des sources radioactives. Oui, non ... non!

Pour un contrôle de qualité des pistes, vous devez effectuer un point important.À savoir, appliquer une haute tension et charger le volume interne de la chambre avec un potentiel positif. Pour ce faire, un cadre carré est réalisé à l'intérieur et le contact ressort par des trous pré-réalisés. Le cadre est fait de fil de cuivre mince provenant de noyaux à paire torsadée.

Voici un exemple simple de l'effet de la haute tension sur les performances de la caméra. Elle est entrée dans le mode et travaille assez longtemps, mais aucune dégradation n'est visible à l'intérieur. Nous appliquons une haute tension, mais quelque chose brûle à l'intérieur, et après quelques secondes, le fond de rayonnement naturel est assez clairement visible. Un tas de petites particules tombent dans le nuage de condensation et laissent leur marque. Cet effet est similaire à un avion volant haut dans le ciel. Nous ne voyons pas l'avion, et un nuage de vapeur derrière lui peut s'étirer sur plusieurs kilomètres montrant la trajectoire de vol.

Comme source de haute tension pendant les expériences, vous pouvez utiliser des unités industrielles BV9-1.5, mais il est peu probable que vous la trouviez en vente libre.
Dans le passeport de l'appareil, il y a un schéma électrique, il est construit sur la base d'un simple générateur push-pull avec rétroaction. Essayons de répéter quelque chose de similaire dans une version plus moderne.

Sur les espaces ouverts du World Wide Web, les circuits des générateurs ZVS courants marchent depuis longtemps, ils sont éprouvés et ne nécessitent aucune configuration particulière. Vous pouvez télécharger le schéma de circuit d'un tel appareil et les fichiers de la carte Gerber ici .Pour l'assemblage, vous n'avez besoin que d'une douzaine de pièces qui tiennent facilement dans une main. Les plus chers d'entre eux sont les transistors de puissance, dans ce cas c'est IRFP250 ou IRFP260, tout dépend de la tension d'entrée avec laquelle vous allez travailler. Les condensateurs ont pris les marques MKPH 0.33 microfarads, ils sont utilisés dans les cuisinières à induction.

Quelques heures de travail dans le programme EasyEDA et à la sortie, nous obtenons un appareil compact avec le placement de tous les éléments. Comme tout le monde ne sait pas graver des circuits imprimés, leur production pour un montant nominal peut être commandée en Chine .

Pour l'assemblage, un circuit n'est pas nécessaire, car le masque indique où et comment tous les composants sont situés.Avant d'installer des transistors sur un radiateur, il est conseillé de les lubrifier avec de la graisse thermique, mais comme le montre la pratique, il n'y aura absolument aucun chauffage pendant le fonctionnement. À la suite de toutes les manipulations, nous avons obtenu un générateur ZVS puissant et compact à deux temps. Le deuxième nom est Push-pull. Avec lui, vous pouvez dessiner de longs arcs chauds à partir de transformateurs minuscules de téléviseurs domestiques.

Avant de passer à la partie suivante, vous devez bobiner le transformateur.Marquage TVS-110. Nous enlevons la bobine primaire et au lieu de cela nous enroulons avec un fil épais 2 enroulements de 5 tours chacun avec un robinet du milieu. Avec un assemblage correct du générateur haute tension, son fonctionnement ressemblera à ceci. Lors de l'allumage de l'arc, la consommation de courant sera de l'ordre de 2 ampères à une tension d'alimentation de 12 volts. À mesure que l'arc augmente, la consommation actuelle augmentera jusqu'à 10 ampères. L'arc sera épais et blanc. Vous n'avez pas besoin de toucher ses doigts! En connectant le multiplicateur un9 / 27 à la sortie du pilote de ligne, vous pouvez obtenir des tensions élevées pouvant atteindre plusieurs dizaines de kilovolts. Ici, la tension de sortie dépend directement de l'entrée. Le générateur démarre à partir d'une tension de 8 volts et plus.

Pour les paresseux.Afin de ne pas construire un potager, vous pouvez utiliser un stroboscope de type TDX à partir de téléviseurs plus modernes. Il y a déjà un multiplicateur de tension à l'intérieur. L'inconvénient est le courant de sortie, dans TDKS, il est très petit.

Considérez maintenant la situation que vous avez tous assemblée, mais l'arc en même temps est sorti mince, bleu et en général non. Ceci est le signe d'un enroulement primaire mal enroulé. Il est important d'observer la direction de l'enroulement dans une seule direction. S'il est mal enroulé, ce mode de fonctionnement, même au ralenti, entraînera une consommation de courant excessive. Le réacteur de puissance, les transistors et la ferrite chaufferont à des températures inimaginables, plus de cent degrés. La fumée sortira très probablement des circuits imprimés et l'isolation du fil de bobinage primaire se transformera en fromage de surchauffe. Nous l'avons compris.

Après assemblage du circuit en sortie du multiplicateur, nous avons une haute tension. Il doit être alimenté à un cadre de fil de cuivre au sommet de la chambre Wilson.

Qu'est-ce que cela affecte?! Étant donné que la source de rayonnement ionisant dans la chambre agit en continu, dans un proche avenir, de nombreux ions se formeront à l'intérieur de la désintégration radioactive de la source et la vapeur d'alcool sursaturée se condensera sur eux, créant un brouillard qui gênera l'observation visuelle des désintégrations. La charge positive du générateur haute tension attire les ions en excès, améliorant ainsi l'image du processus observé.

Il obtient un effet intéressant lorsque le générateur haute tension est allumé.A l'intérieur de la chambre, une sorte d'explosion se forme, dont la nature ressemble au travail des armes atomiques avec un épicentre du centre. Après cela, les traces invisibles acquièrent un mince caractère en forme d'aiguille, ce qui est assez facile et simple à observer et à étudier à l'avenir. Merci d'avoir expliqué cet effet à Zhenya Soloviev et Artem Becquerel.

Tout est prêt pour le lancement. Dans le processus, les éléments Peltier seront très chauds et devront être refroidis de haute qualité. L'eau froide nous y aidera. Environ 5 litres sont refroidis dans le réfrigérateur, et tout le reste est congelé dans des bouteilles dans le congélateur.
Ici, les bouteilles de bière m'ont été utiles, double avantage, pour ainsi dire)

Nous plaçons la pompe submersible d'un côté de cette piscine de glace et de l'autre il y aura un tuyau à travers lequel l'eau qui a enlevé la chaleur du système sort. Après avoir traversé les bouteilles de glace, il retournera à la pompe et le processus sera répété jusqu'à ce que toute la glace ait fondu dans les bouteilles.

Il est temps de remplir le système de fluide noble. L'éthanol de la pharmacie a été utilisé dans la chambre. Beaucoup ne recommandent pas d'utiliser l'isopropanol, car ses vapeurs réagissent avec divers plastiques, ce qui peut entraîner diverses situations imprévues pendant le fonctionnement. Je ne l'ai pas vérifié moi-même.

Le moment est donc venu pour lequel nous sommes tous réunis ici.Allumez l'installation. Le rétroéclairage s'allume et la pompe commence à pomper de l'eau à travers le système de refroidissement. L'appareil photo passe en mode dans les 40 secondes, à condition que la température de l'eau soit d'environ cinq degrés.

En raison du flux important de rayonnements ionisants, l'alcool n'a pas le temps de se condenser sur les pistes, ce qui conduit à une couche de brouillard incompréhensible dans la partie centrale de la source. La tension haute tension du générateur n'aide pas à se débarrasser de cet effet. Au sommet, nous voyons des traces solitaires des particules les plus fortes qui pourraient voler le plus loin. S'il y a une source alpha dans la chambre, son débit peut être réduit à l'aide d'une feuille et du trou qui y est fait. L'image est donc beaucoup plus belle.

La chose la plus étonnante de tout ce processus est l'observation de la décomposition d'un fond naturel ordinaire.Il s'avère qu'il y en a tellement qu'il est difficile d'imaginer. Des dizaines d'événements différents sont enregistrés chaque seconde dans la caméra.

Des pistes minces et courbes sont des traces d'électrons (rayonnement bêta). Les traces épaisses en gras sont des particules alpha (noyaux d'hélium). Quant au rayonnement gamma, ils disent que la caméra n'est pas en mesure de l'enregistrer.

Je voulais juste vérifier, comment quelque chose d'étrange s'est produit. Un élément Peltier a cessé de fonctionner. Le module 12 volts inférieur du sandwich vient de tomber en panne à l'improviste. J'ai dû démonter l'installation, comprendre quel était le problème et aller au magasin pour un nouvel élément.

Maintenant, nous devons obtenir des sources radioactives. Il est souhaitable que vous ne soyez pas alors enfermé dans des endroits pas si éloignés. Aliekspres nous aidera avec cela.

Il s'agit d'une chambre d'ionisation pour un détecteur de fumée , elle contient de l'américium - 241. Source alpha. Le capteur de mica sensible Radioscan 701 avec le couvercle du filtre retiré, montre environ 7,7 milliretgen conditionnellement.

Lorsque la température atteint moins de 35 à 40 degrés, l'alcool devient suffisamment sursaturé pour que des traces de particules chargées puissent y être observées. Dans la partie centrale, rien n'est désormais visible, la saturation en vapeur à cet endroit disparaît du fait de la forte intensité de la source de rayonnement ionisant. L'image entière ressemble à une plume de paon, ce qui donne plus de 30 000 000 de caries par centimètre carré par minute. Je sais combien de plus, puisque le Radioscan 701 avec cette mesure sort de l'échelle.

La physique de l'apparition des traces est due au fait qu'une particule ionisante sur son chemin laisse une trace d'ions associée à la collision d'une particule alpha ou d'un électron avec les molécules du gaz qui se trouve dans la chambre. Les ions résultants agissent finalement comme des centres de condensation de l'alcool sursaturé. L'ensemble du processus de formation de la piste est observé à environ 3 millimètres au-dessus du niveau de la surface de refroidissement. Tout est simple.

Électrodes de thorium pour le soudage WT-20 avec une teneur en oxyde de thorium radioactif de 23 % - 232. Il est alpha-radioactif avec une demi-vie de seulement 14,05 milliards d'années. Les traces résultant de la décomposition du thorium sont longues et belles, et dans de rares cas une particule peut voler à travers toute la chambre. Nous allons plus loin ... L'

oxyde de thorium, comme dans le cas des boutons d'uranium, est ajouté dans la production de verre.Les Chinois sur aliexpress vendent les soi-disant médaillons scalaires , qui vous donneraient soi-disant une sorte d'énergie positive. Le médaillon brille également dans la lumière ultraviolette et le maximum capable d'ioniser vos cellules dans le corps, provoquant leur mort prématurée. La désintégration du thorium radioactif est à mon avis la plus belle pour l'observation visuelle.

Programme de desserts.Installation aux rayons X sur le kénotron soviétique 2Ts2S. Année de sortie 1965. Si vous lui appliquez une tension suffisamment élevée, ce tube radio peut servir de source de rayonnement X. En même temps, à l'intérieur de son récipient en verre, on peut observer une belle lueur bleue provoquée par l'influence de la haute tension. À des niveaux de rayons X élevés, la bouteille en verre commence à devenir verte en raison de la bremsstrahlung. Le phénomène est magnifique, mais je recommande de le regarder uniquement sur les écrans de vos moniteurs.

Augmentez lentement la tension d'anode sur la lampe et à un moment donné, tout le fond de la chambre est couvert de petits points provoqués par des rayons X à faible énergie. Plus l'énergie d'une particule est élevée, moins sa capacité ionisante est grande. À un certain point, l'énergie de rayonnement augmente et l'interaction disparaît. Seules les traces d'arrière-plan sont visibles, tandis que les niveaux à 40 centimètres du kénotron atteignent 5 Millirentgen.

De la pratique. Au bord de la rupture par haute tension, un tel tube donne plus d'une radiographie à une distance de 30 centimètres. Ce sont les expériences intéressantes que nous avons obtenues. Vous pouvez voir tout cela et bien plus sur notre page instagram. Il y a toujours les dernières nouvelles.

Pour référence.Le tournage de ce numéro a pris près de 3 mois. Le coût de cette caméra Wilson avec toutes les dépenses imprévues coûte environ 150 dollars. Il comprend également des alimentations et des pinces multimètres avec lesquelles nous avons mesuré le courant. Connaissant toutes les nuances et subtilités de ce métier, vous pouvez facilement assembler une telle installation chez vous et observer avec intérêt les phénomènes qui ne sont généralement pas visibles à l'œil nu. Vous savez maintenant à quoi ressemble le rayonnement et avec quoi il est consommé.

Comme le dit la sagesse japonaise: le
jeûne est lent, mais sans interruption.

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