Ködkamra

Látni a láthatatlant

Az ionizáló sugárzások az ember számára nem érzékelhetők. Nem véletlen, hiszen velünk vannak, az élet elválaszthatatlan részei a kezdetektől fogva. Nem fejlődött ki rá érzékeny érzékszerv. Viszont nagyon jól és rendkívül pontosan mérhetők. Számtalan érzékelőt (detektort) fejlesztettek már ki. Van, amelyiken a sugárzás nyomot hagy és a nyomok megszámolhatók. Van, amelyik kristályszerkezetében történik változás és hőkezeléssel "kifaggatható". Van, amelyiken árnyék képződik, vagy éppen az ellenkezője történik és kivilágosodik. Van, amelyik elektromos jelet produkál és az megdolgoztatható, és így tovább. Hangot adhat, fényjelzést adhat, számítógép segítségével képernyőn a legkülönbözőbb formában megjeleníthető. Valamennyi esetben csak a szakember tudja értelmezni, értékelni ezeket a jeleket. A laikus számára jelzés ugyan, de az okról nem sokat mond. 

Az atomerőmű Tájékoztató és Látogató Központjában más a helyzet. A kisgyermektől az aggastyánig, szakembertől a laikusig mindenki saját szemével győződhet meg arról, hogy a sugárzások jelen vannak. Mindez pedig egy különleges berendezésnek, a diffúziós ködkamrának köszönhető, amelyet kifejezetten demonstrációs célokra fejlesztettek ki Németországban. 

A ködkamra működési elve régóta ismert és egyszerű. Az elektromosan töltött részecskék az anyaggal való kölcsönhatásuk során pályájuk mentén töltéspárokat (ionpárokat) hoznak létre, azaz ionizálnak. Ha ez a folyamat megfelelő közegben - jelen esetben a ködben, azaz egy stabilizált kolloid rendszerben  - történik, az ionok kondenzációs magként szolgálnak és jól látható nyomot hagynak. A látható méretre növekvő ködcseppek képződését a túltelítettségi fok határozza meg. Gondolom, mindenki látott már olyan sűrű ködöt, amit szinte "vágni lehetett" és az apró ködcseppek szabad szemmel is láthatóak voltak. A készülékben ezt az állapotot izopropil alkohol elpárologtatásával, majd az alkoholgőz nagy felületre történő hirtelen kondenzálásával idézik elő (a 6 jelű fekete fémlemezt mínusz 30 fokra hűtik le). A folyamat elég gyors, kevesebb, mint 0,1 másodperc alatt végbemegy. 

A diffúziós ködkamra metszete, oldalnézetben, a megfigyelő felülről néz a kamrába

A fajlagos ionizációnak megfelelően a nyomok lehetnek folyamatos ködfonalak (pl. alfa-részecskék, vagy „meglökött” protonok nyomai), vagy különálló cseppek sorozata (béta-részecskék). 

A kamrában lezajló folyamatok látványa még azok számára is lenyűgöző, akik tanulmányaik során csodálatos fotókat láttak a klasszikus Wilson-féle ködkamra-kísérletekről. Mindenkinek bátran ajánlom, hogy ha lehetősége van, szakítson rá egy kis időt, nézze meg ezt a csodálatos jelenséget. 

A képeken Pu-240 forrás (Th(B+C)-vel szennyezve) által kibocsátott különböző energiájú alfa-részecskék és meglökött szén-atommagok, müonok nyomai láthatók

Az animációhoz felhasznált képeket Dr. Raics Péter, a debreceni Kossuth Lajos Tudományegyetem
Kísérleti Fizika Intézetének munkatársa bocsátotta rendelkezésünkre