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第008章 超声波雾化

发表时间: 2022-11-16

最好的办法就是设计容量为20 L的冷媒夹套,将压缩机制冷的蒸发管路,螺旋状布设并浸泡在冷媒中。

而冷媒采用1比1的乙二醇水溶液,以此避免酒精蒸汽,对冰核活化的抑制作用。

这种配比的冷媒溶液,在高于负35度时就不会出现结晶,所以不会影响其热传导效率,能很好地解决了云室温度的波动问题。

而最低制冷温度,可以达到负28度左右,完全可以满足一般实验和检测的要求,现在这个要求自然也能完成。

而在压缩机的自动启停过程中,由于冷媒的热容已足够大,云室温度因为较为稳定。

但是为了使云室温度,能快而稳地过渡到某一较高的实验温度,就还需要设计1个功率为1kW的电加热器,平均分布在冷媒夹套的中下部,实验时可根据需要接通或关闭。

然而这些设备,苏辰都没有准备,但好在液氮和干冰,他都是有储存的。

但是酒精因为安全问题,苏辰的地下室就没准备了。

所以苏辰打算直接点,他往云室投入液氮和干冰,蛮力解决。

苏辰一边解说着,“时间为0,归正计时,但在开始前,我们需要布置温度计。”

“不然我们连液氮和干冰放下去后,连云室内是多少度都不知道。”

“在这一步,我放置的温度计,是以热传导为制度的,而不是更为稳定且常见的水银温度计。”

“但是水银温度计损坏,会污染云室,所以我放弃了水银温度计,使用这种温度计。”

“而显然,这种温度计的缺点是显而易见的,不稳定,但是到这一步已经没办法了,是骡子还是马,还是得要测试着。”

苏辰说着将这种统一型号的温度计,贴在了云室内部,并且一贴,就是6个起步,显然,便宜,才是苏辰为什么使用这种温度计的原因。

按照顺序,苏辰先开始使用干冰降温。

苏辰来到地上的隔间仓库中,他插入钥匙打开小型冰库,依次装入三块干冰,回到地下室里,打开云室,开始投放干冰。

根据温度计显示,云室内的温度此时是32度。

而当第一块干冰投下后,温度计上显示还有25度,云室内的光团依旧盛亮。

云室内和云室外的两个盖革计数器上显示,倒是变化了下,但还是和之前一样,辐射在下降。

苏辰这下彻底不明白了,他咬牙索性不管了,让剩下两块干冰等一下投放,他先抱来了100毫升液氮存放瓶后,一起投放。

而液氮和干冰投放一结束,苏辰防止出事合上了云室仔细观察,发现云室内在过了二十几秒后,才开始变化。

需要知道的是,云室工作空间虽由冷媒夹套包围,但是仍存在一定的温度梯度,所以不可能等温。

云室壁会首先冷却,水平方向以中心温度略高,形成周边空气下沉,而中心空气上升的混合对流。

而因为云室的上盖不可能制冷,又必须有开口,所以在有些实验操作中,还需全部打开上盖。

因此,云室垂直向,特别是接近上部,会有更大的温度梯度。

而正是因为存在这个垂直温度梯度,云室中的冰核,并不是在某一个确定的温度下活化的,苏辰只能取平均温度,作为冰核活化温度。

在云室用人工呼气,水汽在冷环境下,凝结出雾滴,或者直接通入超声雾化器产生的常温雾。这两种方法都会对云室温度,及云室内的空气造成很大扰动,而且通一次雾的维持时间很短,大约只有几分钟。

若多次呼气或多次通入常温雾,又会造成云室中的水面过饱和,给检测带来误差,因此迄今为止小型云室的造雾一直是一个难题。

而容积较大的云室,又如CSU等温云室是连续通入过冷雾,直至冰核化完成,但是检测结果需要作稀释订正。

改进的办法,就是在云室结构上,增加一个铜质内筒。

这样来自超声雾化器的常温雾,会从底部沿内筒,与原云室壁的5 mm间隙中上升。

云室壁会与冷媒接触温度最低,雾得以预冷,然后上升到内筒上沿,再翻入云室中沿壁下沉,到中下部又随混合对流上升,进而弥散到整个云室内筒。

苏辰的云室,就是由他自已设置完成的。

三间组成,最里面为长50厘米、高200厘米、宽100厘米的竖长方型,中间、外间则依次大15厘米。

规模分别为65、215、115,80、230、130,这样当第一间云室内的变化剧裂损坏时,第二间、第二间就能使用。

这样的设计可以说是愚蠢至极,苏辰也极为后侮,但也没什么办法,将就着用了。

但苏辰没想到,可以说正是这个设计,救了他一命。

当干冰和液氮笼罩整栋威尔逊云室时,里面的温度开始直接下降,并且出现变化。

25度,超声波雾化器喷出的雾珠变大。

20度,雾珠继续变大,且出现冷化现象,光团亮度在雾珠出现后降低,目云室外的副盖革计数器彻底归零,幅射消失。

负3度,云室内的副盖革计数器彻底归零,幅射消失,雾珠彻底冷化,云室内部周围出现冰晶,开始蔓延,光团亮度继续降低。

负24度,光团亮度为0,露出晶体核心,云室内部冰晶范围扩大,且开始波及气体。

负39度,云室出现裂纹,云室内部冰晶充满。

负42度,晶体核心出现裂纹,第一间云室破裂,温度继续下降。

负60度,晶体核心破裂,释放出光团。

......

苏辰放弃了记录,无比惊讶的看的眼前不断扩大的光团,咬牙再三,确认盖革计数器归零后,用锤子砸开了云室口,想取出晶体核心。

防护服下的手一接触光团,光团就开始缩小...

......

未完待续。

第009章预告 变龙