Abstract
In this research, we developed the newly cloud chamber apparatus by using Peltier device to apply nuclear physics experiment in high school or university. We observed the cosmic rays track by using the developed apparatus and a camcorder. And we compared and analyzed the acquired data. From the results, we acquired the following conclusions and suggestions : First, it is very difficult to observe the cosmic rays track in the typical cloud chamber because of the low frequency of it. But in the newly developed cloud chamber we can observe easily the cosmic rays track owing to the high frequency of it. Second, when we do the experiment with the newly developed apparatus, we found that the cosmic rays track happens well under the condition that the temperature of the upper place of cooling plate must be below 5$^{\circ}C$ with more than isopropanol $1.04{\times}10^{-5}$ $ml{\cdot}mm^{-3}$. Third, the newly developed apparatus will be improved to have better precision by controling the temperature of cooling plate in the cloud chamber by current intensity. Therefore we think that it is very useful to use the newly developed apparatus in the nuclear physics experiment in highschool or university.
본 연구에서는 핵물리학 실험에 활용할 목적으로 기존의 안개상자 실험 장치를 개선하여 펠티에 소자를 이용한 새로운 안개상자 실험 장치를 개발하였다. 개발된 안개상자 실험 장치와 캠코더를 활용한 실험을 통해 우주선 비적을 관찰하고 측정된 자료를 비교 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 기존의 안개상자 실험 장치는 우주선 비적이 발생되는 빈도가 낮고 따라서 발생된 우주선 비적을 육안으로 관찰하기가 매우 어려웠다. 그러나 본 연구에서 새로 개발한 안개상자 실험 장치는 우주선 비적이 발생되는 빈도가 높고, 실험에 캠코더를 함께 활용하면 발생된 우주선 비적을 편리하고 뚜렷하게 관찰할 수 있었다. 둘째, 본 연구에서 개발한 안개상자 실험 장치를 이용한 실험에서 이소프로판올 $1.04{\times}10^{-5}$ $ml{\cdot}mm^{-3}$ 이상을 사용하고, 안개상자내의 냉각플레이트 상부 1 mm 지점의 온도가 5$^{\circ}C$ 이하가될 때 우주선 비적이 잘 발생되는 최적조건임을 확인하였다. 셋째, 본 연구에서 개발한 안개상자 실험 장치에서 안개상자내의 냉각플레이트의 온도를 전류의 세기에 의해 자동으로 제어할 수 있는 시스템이 개발된다면 더 정확하고 개선된 안개상자 실험 장치를 만들 수 있을 것이며, 그 결과 핵물리학 실험 또는 방사선 종사자 교육에서 개발된 안개상자 실험장치가 쉽게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
