YWS-2大型低温扩散云雾室

——宇宙射线实时探测器

一、引言

云雾室是由英国科学家威尔逊（wilson）1911年发明的，它是科学上探测带电粒子径迹的探测器。其原理是用机械的方法使容器内气体的体积瞬间膨胀引起温度下降，从而使蒸气达到过饱和状态。如果此时有带电粒子通过，则会在它所经过的路径上产生电离，以这些电离的粒子为凝聚中心凝成一连串的小液滴，从而显示出粒子的运动路径。云雾室对粒子物理的发展起了很大的作用，诸如正电子、μ子等许多基本粒子都是在观察宇宙射线时籍由拍摄它们在云室里的运动轨迹而发现的。1927年，威尔逊因此而获得诺贝尔物理学奖。

根据云雾室的原理，上海实博实业有限公司协同数位专家教授于2005年研制了大型低温扩散云雾室（宇宙射线实时探测器）。它能将平时人们用肉眼无法观察和感触到的微观粒子现象转变成宏观现象。当每秒钟数目众多的来自宇宙和地球上的射线的径迹连续不断地展示在人们眼前时，使教科书上冷冰冰的名词转变成体会科学的生动直观的体验。该仪器还能通过摄像头进行实时采集，将信息输入计算机进行统计分析，大型低温扩散云雾室因此获全国高校第七届物理演示实验教学仪器评比一等奖。

云雾室观察到的粒子径迹

二、 原理及构造

大型低温扩散云雾室（宇宙射线实时探测器）的原理和膨胀云室一样，是过饱和蒸汽以离子为凝结中心而形成液滴，从而显示出带电粒子的径迹，但它又有别于膨胀云室，本仪器产生过饱和蒸汽的机制是在一个密闭的容器中产生一个足够大的温度梯度，使蒸汽连续不断地由高温向低温处扩散并在低温处产生蒸汽过饱和状态，当带电粒子入射蒸汽过饱和层时则会与蒸汽分子碰撞产生电离，过饱和蒸汽分子被吸附在离子上，以离子为凝结中心凝成一连串的小液滴，当有光照时，由于光的散射作用，便能观察到白色的粒子径迹，犹如飞机在高空飞行所形成的凝结尾。

云雾室由底座和观察室两大部分组成，底座包括：制冷系统、电控板、工作液体循环系统。观察室包括：低温工作板、电加热槽、双层玻璃罩、高压栅网、光源。

三、技术参数

1、显示粒子径迹的活动层：46cm×46cm

2、观察室尺寸：60cm×60cm×25cm,

3、工作液体：无水乙醇（分析纯）,

4、制冷剂：R404

5、电加热槽工作电流：～5A

6、高压栅网电压：3kV,

7、低温板工作温度：-30℃～-40℃,

8、光源：LED

9、重量：98Kg,

10、功耗：1kVA,

11、外形尺寸：65cm x65cmx80cm (LxWxH)

12、机箱材质：全不锈钢