Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 10-01-2025

BELLENVAT

betekenis & definitie

(Fr.: vase à bulles; Du.: Blasenfass; Eng.: bubble chamber) of glaservat, detectieapparaat voor energierijke ioniserende deeltjes, bestaande uit een vat waarin stoffen als waterstof, methaan, propaan, freon, xenon, helium enz. onder een druk van 0,5...1 MPa (1 MPa = 106 Nm−2, hetgeen overeenkomt met ca. 10 maal de atmosferische druk) vloeibaar worden gehouden. Bij vloeibare waterstof ligt de werktemperatuur bij ca. 27 K; de toegepaste druk is 0,5 MPa; het kookpunt bij 0,1 MPa is 20 K. Voor het in stand houden van de lage werktemperatuur zijn omvangrijke cryogene installaties nodig. Bij drukvermindering door middel van een expansiecilinder zal de vloeistof beginnen te koken en bellen vormen op plaatsen waar ioniserende deeltjes het vat hebben doorlopen; de oorzaak hiervan is verwarming van de vloeistof ten gevolge van recombinatie en de-excitatie van moleculaire systemen. De baan manifesteert zich in de vorm van een bellenspoor dat met flitsapparatuur kan worden gefotografeerd. Onmiddellijk daarna wordt het vat met een compressiecilinder gereedgemaakt voor een volgende opname.

Waterstof heeft als werkmateriaal het unieke voordeel dat bij instralen van elementaire deeltjes interacties optreden tussen deze deeltjes en de waterstofkernen (protonen), dus tussen twee elementaire deeltjes onderling. In zwaardere vloeistoffen met grotere kernen treedt een minder overzichtelijke wisselwerking op die ook minder informatie oplevert. Waterstofbellenvaten zijn altijd uitgerust met magneten, die in de kamer een veld onderhouden, waardoor de sporen van de deeltjes worden gekromd. Uit de richting van de kromming kan men het teken van de lading afleiden, uit de krommingsgraad de grootte van de impuls.

Van iedere gebeurtenis in het vat worden tegelijkertijd drie of meer foto’s gemaakt; deze worden uitgemeten, waarna uit de resultaten een ruimtelijke reconstructie kan worden berekend met computers. Men heeft methoden ontwikkeld, waarbij ook het uitmeten van de foto’s geautomatiseerd wordt met apparaten, die niet slechts de meting verrichten, maar tevens uit de foto afleiden waar en hoe fysisch zinvolle informatie kan worden verkregen.

De bellenkamer is voortgekomen uit de nevelkamer, waarin een nevelspoor wordt gevormd in oververzadigde damp. Een vloeistof bezit echter een veel grotere dichtheid dan een gas, en daardoor kan de bellenkamer ook het passeren van zeer energierijke deeltjes zichtbaar maken, die in de nevelkamer nauwelijks een zichtbaar spoor zouden vormen. Verder is de hersteltijd langer dan die van het bellenvat.

< >