Cómo hacer una cámara de nube

Aunque no puede verlo, la radiación de fondo nos rodea. Las fuentes naturales (e inofensivas) de radiación incluyen rayos cósmicos, desintegración radiactiva de elementos en rocas e incluso desintegración radiactiva de elementos en organismos vivos. Una cámara de nubes es un dispositivo simple que nos permite ver el paso de la radiación ionizante. En otras palabras, permite indirecto observación de radiaciones. El dispositivo también se conoce como una cámara de nubes Wilson, en honor a su inventor, el físico escocés Charles Thomson Rees Wilson. Los descubrimientos realizados con una cámara de nubes y un dispositivo relacionado llamado cámara de burbujas condujeron al descubrimiento del positrón en 1932, el descubrimiento del muón en 1936 y el descubrimiento del kaon en 1947.

Cómo funciona una cámara en la nube

Hay diferentes tipos de cámaras en la nube. La cámara de nube de tipo difusión es la más fácil de construir. Básicamente, el dispositivo consiste en un recipiente sellado que se calienta en la parte superior y frío en la parte inferior. La nube dentro del recipiente está hecha de vapor de alcohol (por ejemplo, metanol, alcohol isopropílico). La parte superior tibia de la cámara vaporiza el alcohol. El vapor se enfría a medida que cae y se condensa en el fondo frío. El volumen entre la parte superior e inferior es una nube de vapor sobresaturado. Cuando una partícula cargada de energía (la radiación) pasa a través del vapor, deja un rastro de ionización. Las moléculas de alcohol y agua en el vapor son polares, por lo que se sienten atraídas por las partículas ionizadas. Debido a que el vapor está sobresaturado, cuando las moléculas se acercan, se condensan en gotas brumosas que caen hacia el fondo del recipiente. El camino del sendero se remonta al origen de la fuente de radiación..

Hacer una cámara de nube casera

Solo se necesitan unos pocos materiales simples para construir una cámara de nubes:

Vidrio transparente o recipiente de plástico con tapa
99% de alcohol isopropílico
Hielo seco
Contenedor aislado (p. Ej., Un enfriador de espuma)
Material absorbente
Papel negro
Linterna muy brillante
Tazón pequeño de agua tibia

Un buen recipiente puede ser un gran frasco de mantequilla de maní vacío. El alcohol isopropílico está disponible en la mayoría de las farmacias como alcohol isopropílico. Asegúrate de que sea 99% de alcohol. El metanol también funciona para este proyecto, pero es mucho más tóxico. El material absorbente podría ser una esponja o una pieza de fieltro. Una linterna LED funciona bien para este proyecto, pero también puede usar la linterna en su teléfono inteligente. También querrás tener tu teléfono a mano para tomar fotos de las pistas en la cámara de nubes.

Comience por meter un trozo de esponja en el fondo del frasco. Desea un ajuste perfecto para que no se caiga cuando el frasco se invierta más adelante. Si es necesario, un poco de arcilla o goma de mascar puede ayudar a pegar la esponja al frasco. Evite la cinta o el pegamento, ya que el alcohol puede disolverlo..
Corta el papel negro para cubrir el interior de la tapa. El papel negro elimina el reflejo y es ligeramente absorbente. Si el papel no permanece en su lugar cuando la tapa está sellada, péguela con arcilla o goma de mascar. Coloque la tapa forrada de papel a un lado por ahora.
Vierta alcohol isopropílico en el frasco para que la esponja esté completamente saturada, pero no haya exceso de líquido. La forma más fácil de hacerlo es agregar alcohol hasta que haya líquido y luego verter el exceso.
Sella la tapa de la jarra.
En una habitación que puede oscurecerse por completo (por ejemplo, un armario o baño sin ventanas), vierta hielo seco en un refrigerador. Voltee el frasco y colóquelo tapado sobre el hielo seco. Déle al frasco unos 10 minutos para que se enfríe.
Coloque un pequeño plato de agua tibia en la parte superior de la cámara de nubes (en el fondo del frasco). El agua tibia calienta el alcohol para formar una nube de vapor..
Finalmente, apaga todas las luces. Enciende una linterna a través del costado de la cámara de nubes. Verás huellas visibles en la nube a medida que la radiación ionizante entra y sale del frasco..

Consideraciones de seguridad

Aunque el alcohol isopropílico es más seguro que el metanol, aún es tóxico si lo bebe y es altamente inflamable. Manténgalo alejado de una fuente de calor o llama abierta.
El hielo seco es lo suficientemente frío como para causar congelación en contacto. Debe manejarse con guantes. Además, no almacene hielo seco en un recipiente sellado, ya que la acumulación de presión a medida que el sólido se sublima en gas puede causar una explosión.

Cosas para probar

Si tiene una fuente radiactiva, colóquela cerca de la cámara de nubes y vea el efecto del aumento de la radiación. Algunos materiales cotidianos son radiactivos, como nueces de Brasil, plátanos, arena para gatos de arcilla y vidrio de vaselina..
Una cámara de nubes ofrece una excelente oportunidad para probar métodos de protección contra la radiación. Coloque diferentes materiales entre su fuente radiactiva y la cámara de nubes. Los ejemplos pueden incluir una bolsa de agua, un trozo de papel, su mano y una lámina de metal. Cuál es el mejor para protegerse contra la radiación?
Intenta aplicar un campo magnético a la cámara de nubes. Las partículas cargadas positivas y negativas se curvarán en direcciones opuestas en respuesta al campo..

Cámara de nubes versus cámara de burbujas

Una cámara de burbujas es otro tipo de detector de radiación basado en el mismo principio que la cámara de nubes. La diferencia es que las cámaras de burbujas usaban líquido sobrecalentado en lugar de vapor sobresaturado. Se crea una cámara de burbujas llenando un cilindro con un líquido justo por encima de su punto de ebullición. El líquido más común es el hidrógeno líquido. Por lo general, se aplica un campo magnético a la cámara para que la radiación ionizante viaje en una trayectoria en espiral de acuerdo con su velocidad y relación de carga a masa. Las cámaras de burbujas pueden ser más grandes que las cámaras de nubes y pueden usarse para rastrear más partículas energéticas.

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