9zip.ru - технологии для людей
9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Самодельный регистратор-визуализатор космических частиц из люминесцентных ламп

В этой статье рассказывается, как в домашних условиях можно построить небольшое устройство для визуализации мюонов, которые являются единственным типом космических заряженных частиц, которые достигают земной поверхности.

Мюон - высокоэнергетическая частица, имеющая такие же заряд и спин, как электрон, но имеющая примерно в 200 раз большую массу. В области космических частиц мюон является частью вторичных космических лучей, как распад мезонов, которые, в свою очередь, создаются протонами, сталкивающимися с молекулами атмосферы.

Для создания самодельного детектора мюонов можно использовать сцинтилляторы с фотоумножителями, счётчики Гейгера или... лампы дневного света. Первый метод - более надёжный, зато второй можно реализовать даже в домашних условиях. Работа трубки ЛДС здесь аналогична счётчику Гейгера в дозиметре: при пролёте заряженной частицы происходит ионизация, приводящая к электрическому разряду с визуальным эффектом в виде вспышки.

Как минимум две лампы дневного света должны быть расположены одна над другой. Каждую лампу необходимо обернуть полосками металлической фольги на расстоянии 10 см с приложенным напряжением 600 - 1000 вольт. Таким образом получаются миниатюрные ускорители частиц.

Когда мюон пролетает через трубки ламп, взаимодействие с молекулами газа заставляет его терять энергию, которая ионизирует газ внутри лампы и создаёт электрический разряд. Ионизация в газе вообще может быть вызвана высокой температурой, радиацией, высокочастотными фотонами, электронами с высокой энергией и космическими лучами.

Поскольку мюон представляет собой тяжёлую энергетическую частицу, гарантия, что ионизация газа была вызвана именно им, получается, когда разряд возникает одновременно более, чем в одной трубке.

Самодельный детектор мюонов - космических частиц

Конструкция детектора космических частиц очень проста. Из антенного кабеля извлекается оплётка и используется в качестве удобного гибкого провода, там же можно взять фольгу. В качестве держателей ламп дневного света подходит любой материал, даже картон, но лучше использовать привычную ДСП. Полоски из металлической фольги можно закрепить на лампах с помощью двухстороннего скотча. Потенциал, подведённый к полоскам фольги, должен чередоваться: плюс, минус, плюс, минус и т.д. Высокое напряжение можно получить при помощи умножителя. Оптимальное напряжение составляет 900 - 1200 В.

Вспышки видны только в полной темноте. Чувствительность видеокамеры намного меньше, чем у человеческого глаза, поэтому на видео это выглядит не так наглядно.

В первых испытаниях можно вообще не получить стабильной работы. Некоторые участки ламп могут постоянно подсвечиваться, другие - постоянно мигать, и только часть будет работать должным образом. Но есть порог напряжения, при котором вся система начинает работать так, как нужно. Только одновременная вспышка в двух разных лампах сигнализирует пролёт мюона.

Испытания детектора с радиоактивными элементами показывают, что их радиоактивности не достаточно для ионизации ламп. Это совершенно разные энергетические уровни. Энергия распада бета-частицы составляет 0.3-1.4 МэВ, энергия же мюона на высоте 20 км над уровнем моря составляет не менее 3,2 ГэВ, что в 1000 раз больше.

Данный регистратор-визуализатор мюонов нельзя назвать стабильным. Его чувствительность изменяется от температуры: с её уменьшением падает и чувствительность. В таком применении сокращается и ресурс ламп, уже через несколько месяцев они требуют замены. Есть подозрение, что молекулы ртути ведут себя, как магнитные диполи и остаются поляризованными постоянным электрическим полем, не возвращаясь после в нейтральное состояние. Влияет также и тип самих ламп. В частности, лучше всех в роли регистраторов космических частиц показали себя ЛДС Osram.

Оригинальное описание (на итальянском):




2 нравится?

09.04.2018 © 9zip.ru
Авторские права охраняет Роскомнадзор

Понравилась статья? Похвастайся друзьям:

Хочешь почитать ещё про схемы своими руками? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Регулируемый блок питания из блока питания компьютера ATX
Схемы и печатные платы блоков питания на микросхемах UC3842 и UC3843
Зарядное устройство на UC3842/UC3843 с регулировкой напряжения и тока
Леопольд одобряет.


Есть вопросы, комментарии? Напиши:

Имя
Комментарий
Длина текста:
число с картинки
Правила прочитал(а)

Пользовательские теги: детекторы космических лучей [ Что это? ]

Дальше в разделе радиотехника, электроника и схемы своими руками: Измерение малых емкостей с помощью микроконтроллера, метод измерения малых ёмкостей при помощи микроконтроллера, исходник на bascom прилагается.

Главная 9zip.ru База знаний радиолюбителя Контакты
Девять кучек хлама:

Радиотехника, электроника и схемы своими руками Ремонт домашней электроники Виртуальный музей старых радиодеталей XX века Ламповый звук hi-end и ретро электроника Катушки Теслы Радиодетали и модули с Aliexpress Интернет и сети, компьютеры и программы Сотовые операторы Инструкции


Дайджест
радиосхем

Новые схемы интернета - в одном месте!

 23.8 Простейшая SSTC
 20.8 Лингафонный кабинет своими руками
 17.8 STM8. Урок 5. Быстрая настройка среды STVD для ...

Рассылка для радиолюбителей


22.8 Новая халява на Aliexpress
10.8 Синяя KAINA за бакс
28.7 Крутые футболки для радиолюбителей за 70p






Новые видео: