Remarks on the operation of the diffusion cloud chamber (I)

Summary

A theoretical study has been carried out on a diffusion cloud chamber operating with methyl-alcohol vapor in air at normal pressure, and with a strong temperature gradient. Temperature distribution, vapor pressure and supersaturation have been calculated as functions of the number of ions formed per cm³/s in the interior of the chamber. The calculated height of the sensitive layer is consistent with the experimental observations. The study has been extended to the case in which the various quantities depend on both vertical and horizontal coordinates. Information has been obtained about the perturbation of the structure of the sensitive layer as the result of introducing plates inside the chamber with a certain temperature distribution; in particular the approximate distance from these plates (or from the side walls of the chamber) at which tracks of ionizing particles are still observable has been determined.

Riassunto

Si studiano teoricamente le caratteristiche di una camera a nebbia a sensibilità permanente, funzionante per diffusione di vapori di alcool metilico in aria a pressione normale e sotto forte gradiente di temperatura. Vengono calcolate le distribuzioni di temperatura, di pressione di vapore e di sovrasaturazione in funzione del numero di ioni che si formano per cm³/s nel volume racchiuso dalla camera. L’altezza dello strato sensibile alle radiazioni ionizzanti risulta in buon accordo con le osservazioni sperimentali. Lo studio è stato esteso anche al caso in cui le varie grandezze che intervengono nel problema si ritengono funzioni oltre che della quota a partire dal fondo della camera anche di una coordinata orizzontale. Se ne ricavano informazioni circa la perturbazione introdotta nella forma dello strato sensibile da setti di materiale posti nell’interno della camera con distribuzione di temperatura assegnata; in particolare si deduce l’ordine di grandezza della distanza minima dai setti (o dalle pareti laterali) a cui sono ancora osservabili tracce di particelle ionizzanti.