Funktionsweise

Das Funktionsprinzip der Nebelkammern beruht auf der Fähigkeit eines Gases nur eine bestimmte Menge der Flüssigkeit aufnehmen zu können. Als Flüssigkeit wird in der Regel Alkohol verwendet. Dafür eignen sich Methanol, Ethanol und Propanol.Wird die maximale Menge der Flüssigkeit aufgenommen, so spricht man von einem gesättigten System. Bei fallender Temperatur sinkt die maximale Menge der Flüssigkeit, die vom Dampf aufgenommen werden kann, und die restliche Flüssigkeit kondensiert in Form kleiner Töpfchen, vorzugsweise an Fremdkörpern, die sich im Gasgemisch befinden. Senkt man also die Temperatur, entsteht ein sogenanntes übersättigtes System. Dieses Prinzip wird auch in der Nebelkammer angewendet: Radioaktive Teilchen ionisieren das Gas beim Durchfliegen der übersättigten Schicht. An den Ionen kondensiert der Dampft und die Spur aus den Kondensationstropfen wird für den Betrachter sichtbar. Charles Thomson Rees Wilson, der Erfinder der ersten Nebelkammer, erzeugte ein solches übersättigtes System durch eine ruckartige Expansion des gesättigten Systems der Kammer. Durch die schnelle Expansion fällt der Druck schlagartig und - entsprechend des Gesetzes von Boyle-Mariotte - auch die Temperatur des Systems. Dieser Zustand kann jedoch nur 0.1 Sekunden existieren, da auch der erzeugte Dampf mit der Zeit kondensiert. Ein solches übersättigtes System kann auch dauerhaft betrieben werden. Dabei muss jedoch ein grosses Temperaturgefälle kontinuierlich erhalten werden. Deswegen müssen die unterschiedlichen Teile des Systems erwärmt und zugleich gekühlt werden. Die Heizung stellt bei der Konstruktion meist keine Schwierigkeiten dar. Die Diffusionsnebelkammern unterscheiden sich hauptsächlich in der Kühlung. Dafür können Trockeneis, flüssiger Stickstoff, Kompressoren und Peltier-Elemente verwendet werden. Bei der Kühlung mit Trockeneis und flüssigem Stickstoff kann eine Minimaltemperatur zwischen -70°C und -210°C erreicht werden. Dabei stösst man auf ein grosses Nachteile: Trockeneis und Flüssigstickstoff sind flüchtige Stoffe und müssen ständig nachgefüllt werden. Die Kompressoren, die beispielsweise in den Kühlschränken verwendet werden, eignen sich besonders gut für die Nebelkammern. Wegen der Grösse, einer umständlichen Bauweise und einer langen Sartzeit (mehrere Stunden) ist die Verwendung eines Kompressors die schwierigste Art einer Kühlung für die Nebelkammer. Schliesslich steht mit der Verwendung von Peltier-Elementen eine weitere Kühlungsmethode zur Verfügung. In der Regel werden Peltier-Elemente mit Eis-Wasser gekühlt. Die Nebelkammern von Diffusion Cloud verzichten jedoch auf Eiswasser. Stattdessen werden die Elemente mit der Luft gekühlt. Die Startzeit einer solchen Nebelkammer beträgt 7-10 min.  Gewöhnlich könnte eine solche Konstruktion gar nicht betrieben werden. Durch eine besondere Konstruktionvon Diffusion Cloud Khasanov ist dies jedoch möglich.
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Funktionsweise

Das Funktionsprinzip der Nebelkammern beruht auf der Fähigkeit eines Gases nur eine bestimmte Menge der Flüssigkeit aufnehmen zu können. Als Flüssigkeit wird in der Regel Alkohol verwendet. Dafür eignen sich Methanol, Ethanol und Propanol.Wird die maximale Menge der Flüssigkeit aufgenommen, so spricht man von einem gesättigten System. Bei fallender Temperatur sinkt die maximale Menge der Flüssigkeit, die vom Dampf aufgenommen werden kann, und die restliche Flüssigkeit kondensiert in Form kleiner Töpfchen, vorzugsweise an Fremdkörpern, die sich im Gasgemisch befinden. Senkt man also die Temperatur, entsteht ein sogenanntes übersättigtes System. Dieses Prinzip wird auch in der Nebelkammer angewendet: Radioaktive Teilchen ionisieren das Gas beim Durchfliegen der übersättigten Schicht. An den Ionen kondensiert der Dampft und die Spur aus den Kondensationstropfen wird für den Betrachter sichtbar. Charles Thomson Rees Wilson, der Erfinder der ersten Nebelkammer, erzeugte ein solches übersättigtes System durch eine ruckartige Expansion des gesättigten Systems der Kammer. Durch die schnelle Expansion fällt der Druck schlagartig und - entsprechend des Gesetzes von Boyle- Mariotte - auch die Temperatur des Systems. Dieser Zustand kann jedoch nur 0.1 Sekunden existieren, da auch der erzeugte Dampf mit der Zeit kondensiert. Ein solches übersättigtes System kann auch dauerhaft betrieben werden. Dabei muss jedoch ein grosses Temperaturgefälle kontinuierlich erhalten werden. Deswegen müssen die unterschiedlichen Teile des Systems erwärmt und zugleich gekühlt werden. Die Heizung stellt bei der Konstruktion meist keine Schwierigkeiten dar. Die Diffusionsnebelkammern unterscheiden sich hauptsächlich in der Kühlung. Dafür können Trockeneis, flüssiger Stickstoff, Kompressoren und Peltier-Elemente  verwendet werden. Bei der Kühlung mit Trockeneis und flüssigem Stickstoff  kann eine Minimaltemperatur zwischen -70°C und -210°C erreicht werden. Dabei stösst man auf ein grosses Nachteile: Trockeneis und Flüssigstickstoff sind flüchtige Stoffe und müssen ständig nachgefüllt werden. Die Kompressoren, die beispielsweise in den Kühlschränken verwendet werden, eignen sich besonders gut für die Nebelkammern. Wegen der Grösse, einer umständlichen Bauweise und einer langen Sartzeit (mehrere Stunden) ist die Verwendung eines Kompressors die schwierigste Art einer Kühlung für die Nebelkammer. Schliesslich steht mit der Verwendung von Peltier- Elementen eine weitere Kühlungsmethode zur Verfügung. In der Regel werden Peltier-Elemente mit Eis-Wasser gekühlt. Die Nebelkammern von Diffusion Cloud verzichten jedoch auf Eiswasser. Stattdessen werden die Elemente mit der Luft gekühlt. Die Startzeit einer solchen Nebelkammer beträgt 7-10 min.  Gewöhnlich könnte eine solche Konstruktion gar nicht betrieben werden. Durch eine besondere Konstruktionvon Diffusion Cloud Khasanov ist dies jedoch möglich.