YWS-2大型低溫擴散云霧室

——宇宙射線實時探測器

一、引言

云霧室是由英國科學家威爾遜（wilson）1911年發明的，它是科學上探測帶電粒子徑跡的探測器。其原理是用機械的方法使容器內氣體的體積瞬間膨脹引起溫度下降，從而使蒸氣達到過飽和狀態。如果此時有帶電粒子通過，則會在它所經過的路徑上產生電離，以這些電離的粒子為凝聚中心凝成一連串的小液滴，從而顯示出粒子的運動路徑。云霧室對粒子物理的發展起了很大的作用，諸如正電子、μ子等許多基本粒子都是在觀察宇宙射線時籍由拍攝它們在云室里的運動軌跡而發現的。1927年，威爾遜因此而獲得諾貝爾物理學獎。

根據云霧室的原理，上海實博實業有限公司協同數位專家教授于2005年研制了大型低溫擴散云霧室（宇宙射線實時探測器）。它能將平時人們用肉眼無法觀察和感觸到的微觀粒子現象轉變成宏觀現象。當每秒鐘數目眾多的來自宇宙和地球上的射線的徑跡連續不斷地展示在人們眼前時，使教科書上冷冰冰的名詞轉變成體會科學的生動直觀的體驗。該儀器還能通過攝像頭進行實時采集，將信息輸入計算機進行統計分析，大型低溫擴散云霧室因此獲全國高校第七屆物理演示實驗教學儀器評比一等獎。

云霧室觀察到的粒子徑跡

二、 原理及構造

大型低溫擴散云霧室（宇宙射線實時探測器）的原理和膨脹云室一樣，是過飽和蒸汽以離子為凝結中心而形成液滴，從而顯示出帶電粒子的徑跡，但它又有別于膨脹云室，本儀器產生過飽和蒸汽的機制是在一個密閉的容器中產生一個足夠大的溫度梯度，使蒸汽連續不斷地由高溫向低溫處擴散并在低溫處產生蒸汽過飽和狀態，當帶電粒子入射蒸汽過飽和層時則會與蒸汽分子碰撞產生電離，過飽和蒸汽分子被吸附在離子上，以離子為凝結中心凝成一連串的小液滴，當有光照時，由于光的散射作用，便能觀察到白色的粒子徑跡，猶如飛機在高空飛行所形成的凝結尾。

云霧室由底座和觀察室兩大部分組成，底座包括：制冷系統、電控板、工作液體循環系統。觀察室包括：低溫工作板、電加熱槽、雙層玻璃罩、高壓柵網、光源。

三、技術參數

1、顯示粒子徑跡的活動層：46cm×46cm

2、觀察室尺寸：60cm×60cm×25cm,

3、工作液體：無水乙醇（分析純）,

4、制冷劑：R404

5、電加熱槽工作電流：2.5～5A

6、高壓柵網電壓：3kV,

7、低溫板工作溫度：-30℃～-40℃,

8、光源：LED

9、重量：98Kg,

10、功耗：1kVA,

11、外形尺寸：65cm x65cmx80cm (LxWxH)

12、機箱材質：全不銹鋼