Велика енциклопедия на нефт и газ

Мехурчеста камера

Балонната камера има предимство пред камерата V-Ilson поради високата плътност на веществото, в което се наблюдават следите. В плътното вещество обхватът на частицата е по-малък и следователно той спира вътре в камерата. Това дава възможност да се определят характеристиките на частиците с високи енергии. [един]

Балонната камера е устройство, което заснема следи от заредени частици, преминаващи през прозрачна течност, която запълва камерата. Обемът на оперативните камери варира от няколко кубични сантиметра до стотици литри. [2]

Балонната камера е сравнително ново устройство и все още е в процес на разработка. [4]

Балонната камера, създадена от Glazer, наподобява камерата на Wilson по дизайн, само че се пълни не с пари, а с течност (обикновено течен кислород) под високо налягане и имаща температура, близка до точката на кипене. [пет]

Камерите за мехурчета са с размери от десетки сантиметри до два или повече метра. Например, гигантската камера на ускорителя в Батавия е с размер 45 метра. Ефективният обем на балонната камера е много голям, което я прави уникален инструмент за изследване на дълги вериги от високоенергийни частици за производство и разпадане. Скоростта на балонната камера е доста висока - до десетки разширения в секунда, но балонната камера е неконтролируема - не може да се включва от външен брояч. Причината за неконтролируемост е твърде бързата (10 - 7 s) резорбция на балонни ембриони в невключена камера. Този недостатък не е толкова ужасен, тъй като балонните камери се използват само при работа на ускорители с много висока енергия. Сложността на обработката е много голяма; по-голямата част от времето се отделя за производството и особено за обработката на фотоматериали. [6]

Балонните камери, особено големите, са изключително скъпи, трудни за производство и трудни за експлоатация. [7]

Балонната камера работи по подобен начин на камерата на Уилсън, с изключение на това, че използва прегрята течност. Регистрираната частица създава по пътя си верига от йони, които са центровете на изпаряване. Верига от мехурчета от преварената течност образува следа от частици. Камерата е пълна с втечнен газ. В такава среда коловозът е по-къс, отколкото в газ, възможно е да се проследи частица дори с висока енергия до нейното спиране, което прави възможно изчисляването на най-важните й характеристики. Понастоящем такива камери се използват за регистриране на частици, произведени от мощни ускорители. [8]

Балонната камера се използва в експерименти с ускорител. Той се пълни с течност, ръбовете в определен момент от време се въвеждат (чрез облекчаване на налягането) в прегрято състояние. Ролята на тези центрове се играе от йони, образувани по протежение на зарядната пътека. Докато мехурчетата все още са с размер C1 mm, те се осветяват с импулсен източник на светлина и се снимат. Мехурчестите камери се поставят в магьосници, зарежда се поле за измерване на знака и импулса. Камерите имат висока пространствена разделителна способност, която е ограничена от възможностите на фотографията. [девет]

Балонната камера работи на същия принцип на бързо разширяване. Удобно е да се изследва началният етап на експлозивно кипене върху него. Режимът на удар може да се получи и когато гореща течност (T 0 9 Tc) се изхвърли в атмосферата: Високият дебит прави готовите центрове за изпаряване неефективни. Дори и с малки спада на налягането Ap, те нямат време да произвеждат толкова много пара, за да намалят температурата във всяка секция на опаковката до равновесна стойност. [десет]

Балонната камера е съд с течност, който може да се прегрее с нагревател. Този съд е свързан с устройство, което прави възможно създаването на повишено налягане върху течността и бързото облекчаване на това налягане. Ако първо загреете течността и я компресирате с външно налягане и след това отстраните външното налягане, тогава течността, естествено, ще бъде прегрята, но за време, достатъчно за експеримента (няколко десетки секунди), тя не кипи. Ако в този момент бърза частица лети в камерата, тогава по пътя си през течността тя ще загуби част от енергията си, която ще се превърне главно в топлина. Тъй като течността е прегрята, тази допълнителна топлина е достатъчна за интензивното образуване на мехурчета по пътя на частицата. [единадесет]

Балонната камера е в състояние да открие следата от заредена частица и да я запише с точност до 25 микрона. Той е изобретен през 1952 г. от Доналд Глейзър и работи по следния начин. Когато една частица премине през материята, тя йонизира някои от най-близките атоми и придава известна кинетична енергия на подскачащите електрони. Когато тези електрони се забавят, тяхната кинетична енергия причинява локално нагряване на течността. Ако течността вече е прегряла и търси места, където би могла да започне да кипи, тя ще заври на тези отделни нагрети места. Получените мехурчета се оставят да растат в продължение на няколко милисекунди, след което се получава светкавична светкавица и те се снимани едновременно под няколко различни ъгъла, така че тяхното положение в пространството да може да бъде възпроизведено стереографично. [12]

Балонната камера има предимства пред останалите детектори на следи. Емулсионната камера няма тези недостатъци, но има други. Емулсионните камери не могат да бъдат големи. Освен това процесът на обработка на събития, записани в емулсията, е много сложен и труден за автоматизиране. [13]

Балонната камера съчетава предимствата и на двата метода и няма недостатъци. При големи размери, приближавайки го до камерата на Уилсън, той има плътност на работното вещество от същия порядък като фотографската емулсия. Много ценно свойство на балонната камера е способността да се използват течности с голямо разнообразие от свойства като работно вещество, например пропан, фреон, ксенон, водород, хелий. Това ви позволява да изучавате най-ефективно определени явления. [14]

Балонните камери се пълнят с втечнени газове под налягане и се поддържат при температура точно под точката на кипене. Бързото движение на диафрагмата драстично намалява налягането, точката на кипене пада под температурата на течността и по пътеките на частиците се образуват вериги от мехурчета. Камерите се осветяват от светкавици и се снимат от няколко камери за възстановяване на пространствената картина. Обикновено балонните камери се поставят в силно магнитно поле, което прави възможно измерването на импулсите на частиците от кривината на коловозите. Получените снимки се разглеждат и след това се обработват с помощта на автоматични системи. [петнадесет]