Kamar kabut

Kamar kabut (bahasa Inggris:cloud chamber), disebut juga kamar kabut Wilson, adalah detektor partikel yang digunakan untuk memvisualisasikan pergerakan radiasi pengion.

Kamar kabut terdiri dari sebuah lingkungan tertutup yang berisi uap air atau alkohol yang disupersaturasikan. Partikel bermuatan energi (misalnya, sebuah partikel alfa atau beta) akan berinteraksi dengan campuran gas dengan cara menumbuk elektron dari molekul gas melalui gaya elektrostatik pada saat tumbukan, menghasilkan sebuah jejak partikel gas yang diionkan. Ion yang dihasilkan berperan sebagai pusat pengembunan yang disekitarnya terbentuk sebuah jejak tetasan kecil yang menyerupai kabut apabila campuran gasnya sedang dalam titik pengembunan. Tetesan-tetesan ini terlihat seperti sebuah jalur "kabut" yang terus ada selama beberapa detik ketika tetesannya jatuh melalui uap. Jalur-jalur ini memiliki bentuk yang khas. Contohnya, jalur partikel alfa berbentuk tebal dan lurus, sedangkan jalur elektron berbentuk tipis dan tampak telah mengalami tumbukan.^[1]^[2]

Kamar kabut memiliki peran penting dalam fisika partikel eksperimental dari 1920-an sampai 1950-an, sampai penemuan bilik gelembung. Khususnya, penemuan positron pada tahun 1932 (lihat Fig. 1) dan muon pada 1936, keduanya ditemukan oleh Carl Anderson (yang dihargai Penghargaan Nobel Fisika pada tahun 1936), menggunakan kamar kabut. Penemuan kaon oleh George Rochester dan Clifford Charles Butler pada tahun 1947, juga dilakukan menggunakan kamar kabut sebagai detektor.^[3] Dalam penemuan-penemuan tersebut, sinar kosmik adalah sumber radiasi pengionnya.

Galeri

Ruang awan tipe difusi. Alkohol (biasanya isopropanol) diuapkan oleh pemanas di saluran di bagian atas ruangan. Uap pendingin turun ke pelat berpendingin hitam, di mana ia mengembun. Karena gradien suhu, lapisan uap jenuh terbentuk di atas pelat bawah. Di wilayah ini, partikel radiasi menginduksi kondensasi dan membuat jalur awan.
Bagaimana jalur kondensasi terbentuk di ruang awan difusi.
Dalam ruang awan difusi, jalur partikel alfa 5,3 MeV dari sumber pin Pb-210 dekat Titik (1) mengalami hamburan Rutherford dekat Titik (2), dibelokkan dengan sudut theta sekitar 30 derajat. Itu menyebar sekali lagi di dekat Titik (3), dan akhirnya berhenti di gas. Inti target dalam gas kamar bisa jadi inti nitrogen, oksigen, karbon, atau hidrogen. Ini menerima energi kinetik yang cukup dalam tumbukan elastis untuk menyebabkan lintasan pendek yang terlihat mundur di dekat Titik (2). (Skala dalam sentimeter.)
Jejak partikel dari radioisotop di cloud chamver ruang awan ekspansi. (Kiri) Jalur partikel alfa dari sumber Am-241, dengan satu jalur partikel beta kemungkinan dari radionuklida anak perempuannya, Pa-233. (Kanan) Trek beta dari sumber Sr-90/Y-90.
Gambar langka ini menunjukkan 4 jenis partikel bermuatan yang dapat kita deteksi di ruang awan cloud chamber: alfa, proton, elektron, dan muon (mungkin). Gambar diambil di Pic duMidi pada ketinggian 2877 m di ruang awan difusi Phywe PJ45. Ukuran permukaan interaksi jika 45x45 cm.
Video pendek yang menunjukkan deteksi sinar kosmik di ruang awan. Partikel sub-atomik berenergi tinggi ini, kebanyakan proton, menghujani kita terus menerus dari seluruh alam semesta, tetapi kita biasanya sama sekali tidak menyadarinya. Direkam di Pameran Musim Panas Royal Society pada Juli 2012.
Video ruang Cloud di LMU
Gambar ruang awan di LMU
Contoh ruang awan termoelektrik berpendingin air.
Partikel alfa dan elektron (dibelokkan oleh medan magnet) dari batang torium di cloud chamber ruang awan.
Radioaktivitas mineral Thorite terlihat di ruang awan.
Kamar Awan Difusi TEC / Berpendingin Air (5 Tahap).
Ruang awan Wilson adalah wadah di mana uap etanol jenuh terletak di dekat permukaan yang didinginkan. Inu menggunakan akuarium dan loyang, didinginkan dari bawah dengan es kering. Ketika sumber radiasi alfa ditempatkan di ruangan seperti itu, jejak alfa mulai terbentuk dari etanol terkondensasi, dari lewatnya partikel alfa bermuatan melaluinya.