Nuledo Compacta

NULEDO COMPACTA

Základní model Nuledo mlžné komory s důrazem na kompaktnost a jednoduchost.

Nuledo Compacta je ideální řešení pro výuku na středních a vysokých školách.
  • Pozorovací plocha 60 x 40 cm je ideální zejména pro jednotlivce a menší skupiny pozorovatelů.
  • Ideální pro výuku na středních a vysokých školách.
  • Vhodné pro menší výstavy.
  • Nepřetržitý provoz 12h denně, 7 dní v týdnu.
  • Unikátní CrystalView™ technologie nabízí ničím nerušené pozorování.
  • Vysoce luminózní LED osvětlení poskytuje nebývalý kontrast mlžných stop i při zvýšeném osvětlení místnosti.
  • Nelze rozšířit o interaktivní modulární vylepšení.

Pozorovatelné jevy a částice

Základní

Alfa částice

Částice alfa je označení pro uskupení dvou protonů a dvou neutronů, jedná se tedy o jádro helia. Částice alfa zanechává v mlžné komoře kratší, ale silnější stopy. Proud alfa částic se nazývá radioaktivní záření alfa. Jedná se o nejméně pronikavé záření, zastaví jej například list papíru nebo i jen několik metrů vzduchu. Přirozeně je zdrojem alfa záření například uran, radium, nebo také radon. Izotop radonu Rn-222 je známý pro svůj potenciál hromadění se v budovách, běžně totiž dochází k jeho uvolňování ze zemské kůry. Příkladem umělého zdroje alfa záření je izotop Am-241 prvku americium, který se v přírodě běžně nevyskytuje.

Elektrony

Různorodé, často tenké a klikaté nebo tenké a přímé mlžné stopy patří elektronům. Jak moc se dráha elektronu zahýbá, záleží na jeho energii. Zatímco elektrony s vysokou energií si razí cestu přímým směrem, elektrony s nižší energií mění svůj směr v důsledku srážek s molekulami isopropylalkoholu. Elektrony v mlžné komoře mají svůj původ opět buď z radioaktivních přeměn uskutečněných na zemi, tedy jako součást přirozeného radioaktivního pozadí, nebo pochází ze sekundárního kosmického záření. Proud elektronů se označuje jako záření beta minus. Záření beta je pronikavější než záření alfa, lze jej odstínit například 1 mm tlustým plátem olova.

Pozitrony

Poziton je první pozorovaná částice antihmoty, je antičásticí elektronu. Jeho stopa je identická s elektronem, odlišit stopy těchto částic lze umístěním mlžné komory do magnetického pole, kdy se stopy elektronů a pozitronů začnou stáčet na opačné strany. Ostatně byl takto pozitron poprvé pozorován v roce 1932 Carlem Andersonem, který za tento objev získal Nobelovu cenu za fyziku. Pozorované pozitrony pocházejí z kosmického záření, nebo z přirozených rozpadů atomů na zemi. Proud vyzařovaných pozitronů nazýváme záření beta plus. Příkladem přírodního zdroje radioaktivního záření beta plus je draslík 40-K, který je nejvíce obsažen v banánech. Konzumace jednoho banánu představuje dávku odpovídající 1% průměrné denní dávky radioaktivního záření, které na člověka běžně působí. S pozitrony se setkáme i v medicíně, a to konkrétně u pozitronové emisní tomografii (PET). Jedná se o zobrazovací metodu, která zobrazí jednotlivé tkáně. Tato metoda je založena na interakci s radiofarmatikem, které je pacientovi podáno. Toto radiofarmatikum je zdroj beta plus záření, tedy emitor pozitronů. Vyletující pozitrony anihilují s elektrony přítomnými v atomech těla. Detektor přitom registruje fotony, které jsou při anihilaci vyzářeny. V mlžné komoře je možné anihilaci pozitronu a elektronu identifikovat z průběhu stop v mlžné komoře.

Protony

Výrazné stopy, které často protínají celou plochu mlžné komory, patří protonům, částicím tvořící jádra atomů. Tyto protony mají původ v kosmickém záření. Stopy protonů mohou zanechat stopu přes celou pozorovací plochu, ale také kratší stopu nebo i jen tečku – záleží na úhlu, pod kterým proton do mlžné komory vniká. S protony se můžeme setkat i v medicíně, konkrétně v oboru radioterapie. V protonové léčbě se využívá urychlených protonů pro ozařování nemocné tkáně, respektive nádorů a karcinomů. Protonová léčba je příkladem využití původně výzkumného typu zařízení pro konkrétní aplikaci – protony jsou urychlovány pomocí částicového urychlovače (cyklotronu).

Vzácné

Mion

Miony jsou částice přilétající ze sekundárního kosmického záření. V mlžné komoře zanechávají dlouhé přímé stopy podobné stopám elektronů nebo protonů. Miony můžeme pozorovat v mlžné komoře i přes jejich velmi krátkou životnost, a to díky dilataci času, jednom z efektů speciální teorie relativity. Miony se totiž k zemi pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla, proto stihnou dorazit k zemi dříve, než se rozpadnou.

Spršky kosmického záření

Kosmické záření představuje částice přilétající z kosmu vysokou rychlostí a dopadající do atmosféry Země, kde dochází ke vzniku sekundárního kosmického záření interakcí s atomy v atmosféře. V mlžné komoře můžeme pozorovat kosmické záření jednoznačně díky sprškám sekundárního kosmického záření, a to jako několik mlžných stop orientovaných stejným směrem ve stejný okamžik. Částice kosmického záření pocházejí například ze Slunce, ale také z mezihvězdného a mezigalaktického prostoru.

Delta ray elektrony

Při průletu relativně těžké částice s vysokou energií lze pozorovat v mlžné komoře stopy tzv. delta záření. Jedná se o elektrony vytrhávané z molekul isopropylalkoholu průletem právě takové těžké částice, jako je například proton. V mlžné komoře pak vidíme kolem přímé stopy protonu tenké stopy elektronů právě v důsledku ionizace molekul isopropylalkoholu. Právě takové unikající elektrony bývají nazývány jako záření delta, anglicky delta ray.

Nepřímé pozorování gama záření – Compton scattering

Radioaktivní záření gama nelze pozorovat v mlžné komoře přímo, jelikož se jedná opravdu o záření a nikoliv proud nabitých částic, jako je tomu u záření alfa a u záření beta. Tento fakt však lze částečně obejít. Přiložením zdroje gama záření ke sklu mlžné komory dojde k vytrhávání elektronů z molekul, které sklo tvoří. Tyto elektrony pak v mlžné komoře pozorujeme.

Dvojité stopy tvaru „V“ alfa částic po rozpadu radonu*

Stopy ve tvaru písmene “V” patří dvěma alfa částicím, které byly vyzářeny velmi krátce po sobě. Jestliže je v pozorovací oblasti mlžné komory přítomen radon 220-Rn, pozorujeme jeho rozpad na polonium 216-Po, které se témeř okamžitě ropadá na Olovo 212-Pb. Tyto dva rozpady doprovází vyzáření celkem dvou alfa částic, jejichž stopy v mlžné komoře pozorujeme. Radon 220-Rn lze injektovat do pozorovací oblasti mlžné komory díky interaktivnímu tlačítku Radon modulu.

Demonstrace poločasu rozpadu radonu*

Poločas rozpadu je doba, za kterou se rozpadne polovina z aktuálního počtu atomárních jader ve vzorku. V mlžné komoře si tento pojem můžeme přiblížit za pomoci radonu 220-Rn a charakteristickými stopami ve tvaru “V”. Po injekci radonu 220-Rn do pozorovací oblasti mlžné komory pozorujeme maximální počet stop ve tvaru “V”. Radon 220-Rn má poločas rozpadu jednu minutu, proto za tuto dobu uvidíme polovinu “V” stop. Vyčkáme-li další jednu minutu, tedy další poločas rozpadu, uvidíme v mlžné komoře polovinu z poloviny “V” stop z maximálního počtu, který jsme pozorovali po injekci radonu 220-Rn. Radon 220-Rn lze injektovat do pozorovací oblasti mlžné komory díky interaktivnímu tlačítku Radon modulu.

Vizualizace thoriové rozpadové řady*

Thoriová rozpadová řada je jednou ze čtveřice základních rozpadových řad. Jedná se o posloupnost prvků, kde je přesně dané, na jaký další prvek se předchozí nestabilní prvek rozpadne a jakou částici při tom vyzáří (například alfa částice či elektron). V mlžné komoře můžeme pozorovat část Thoriové rozpadové řady, kdy po injekci radonu 220-Rn do pozorovací oblasti pozorujeme stopy dvou alfa částic po rozpadu radonu 220-Rn na polonium 216-Po a jeho rozpadu na olovo 212-Pb. Radon 220-Rn lze injektovat do pozorovací oblasti mlžné komory díky interaktivnímu tlačítku Radon modulu.

Alfa částice vyzářené ze zdroje alfa záření*

Stopy částic radioaktivních záření lze kromě pozorování přirozeného radioaktivního pozadí pozorovat také umístěním umělého zdroje do pozorovací oblasti mlžné komory. Zdrojem částic alfa záření, alfa částic, je například americium 241-Am. Po jeho vsunutí do pozoravací oblasti je možné pozorovat stopy vyzářených alfa čásic. Umělý zdroj alfa částic americium 241-Am lze vsunout do pozorovací oblasti mlžné komory pomocí interaktivního tlačítka Radionuklid modulu.

Elektrony vyzářené ze zdroje beta záření*

Stopy částic radioaktivních záření lze kromě pozorování přirozeného radioaktivního pozadí pozorovat také umístěním umělého zdroje do pozorovací oblasti mlžné komory. Zdrojem částic beta záření, elektronů, je například stroncium 90-Sr. Po jeho vsunutí do pozorovací oblasti je možné pozorovat všesměrový vějíř stop vyzářených elektronů. Umělý zdroj elektronů stroncium 90-Sr lze vsunout do pozorovací oblasti mlžné komory pomocí interaktivního tlačítka Radionuklid modulu.

Velmi vzácné

Pion

Piony jsou částice složené z dvojice elementárních částic kvarků “u” a “d”, přičemž obsahují vždy jeden kvark a jeden antikvark. V mlžné komoře pozorujeme stopy jen nabitých pionů. Stopy pionů jsou velmi podobné se stopami elektronů a je tedy obtížné jejich stopy odlišit; lze tak učinit z průběhu stop v mlžné komoře. Piony jsou také součástí sekundárního kosmického záření, které vzniká v atmosféře interakcemi částic primárního kosmického záření s částicemi atmosféry.

Kaon

Kaony jsou částice skládající se z jednoho kvarku “s” a jednoho kvarku “u” nebo “d”, vždy ve dvojici kvark a antikvark. V mlžné komoře lze tuto částici identifikovat pouze z průběhu stop v mlžné komoře při rozpadu nějakého kaonu, přičemž kaony se rozpadají na piony. Kaony byly objeveny na snímcích z mlžné komory v roce 1947 při studiu sekundárního kosmického záření, jehož jsou také součástí.

Elastic proton scattering

Elestic proton scattering je jeden ze vzácnějších jevů, které lze v mlžné komoře pozorovat. Jedná se o způsob interakce, při které dojde k pružné srážce dvou protonů.

Rozpad mionu slabou interakcí

V mlžené komoře lze pozorovat rozpad mionu slabou interakcí na elektron. Tento rozpad je jasně patrný z průběhu mlžné stopy. Tlustší mlžná stopa mionu se po náhle ostře zlomí a ztenčí – mion se rozpadl a pozorujeme tenčí stopu elektronu. Další částice – mionové neutrino a elektronové antineutrino – v mlžné komoře nepozorujeme, jelikož tyto částice nejsou elektricky nabité.

Gama anihilace

Anihilace nastává v okamžiku, když se setká částice se svou antičásticí. Nejznámějším příkladem je anihilace elektronu a pozitronvu, při které vznikají dva fotony záření gama. V mlžné komoře tento jev pozorujeme jako dvě tenké stopy (elektron a pozitron), které skončí na jednom stejném místě. Foton gama záření v mlžné komoře nepozorujeme, neboť tato částice nenese žádný elektrický náboj. Tento jev lze pozorovat také v opačném pořadí, kdy se foton rozpadne na elektron a pozitron, jejichž stopy tedy vychází ze stejného místa.

Oh-my-god particle – částice 'Ó můj bože'

V roce 1991 byla poprvé pozorována částice, která měla ultra-vysokou energii porovnatelnou například s kinetickou energií letícího fotbalového balónu. Tato částice má jistě původ ve vesmíru, tedy přiletěla jako součást kosmického záření, ale její přesný původ zatím není jistý. Částice “Ó můj bože” se nejvíce podobala velmi rychle letícímu protonu. Teoreticky lze takovou částici pozorovat v mlžné komoře, nicméně bylo dosud pozorováno jen několik takových částic.

Doprava a instalace

Profesionální tým společnosti Nuledo dopraví Vaší mlžnou komoru na požadované místo

Nuledo mlžné komory jsou vyrobeny vždy s tou největší precizností a péčí k maximální spokojenosti zákazníka. I z toho důvodu jejich cesta nekončí už ve výrobní hale.

Profesionální tým společnosti Nuledo dopraví Vaší mlžnou komoru na požadované místo, nainstaluje ji a zaučí personál v jejím používání. Na místě je pak vždy Vaše Nuledo mlžná komora ukázkově předvedena spolu se všemi jejími funkcemi.

Cena dopravy a instalace se odvíjí od konečného místa instalace a není zahrnuta v cenách základních modelů. Pro zpracování cenové nabídky nás neváhejte kontaktovat. 

Nuledo Compacta je skvělým pomocníkem při výuce nejen jaderné fyziky a chemie.

Zaujala Vás Nuledo mlžná komora? Neváhejte nás kontaktovat!