Nucléation dans les chambres à bulles

Nucleation in bubble chambers

CERN, Genève, Suisse

Résumé

Plusieurs sources et mécanismes pour la création de bulles dans les liquides surchauffés sont discutés. Les chambres à bulles peuvent être remplies avec une grande variété de liquides, par exemple les liquides cryogéniques hydrogène, deutérium, néon, argon et azote, des mélanges néon/hydrogène et argon/azote, ou les liquides " chauds " propane et divers Fréons^® comme le Fréon-13B1^®. L'état surchauffé est généralement obtenu par un mouvement rapide d'un piston ou d'une membrane, mais il peut aussi être produit par des ondes ultrasoniques, de choc, ou en mettant les liquides sous tension. La formation des bulles peut être initiée par les particules ionisantes, la lumière (laser) intense ou sur les surfaces rugueuses. La création de bulles embryonnaires n'est pas complètement connue, mais la croissance macroscopique et la condensation peuvent être calculées, permettant l'estimation de la charge de chaleur dynamique.

Abstract

Various sources and mechanisms for bubble formation in superheated liquids are discussed. Bubble chambers can be filled with a great variety of liquids, such as e.g. the cryogenic liquids hydrogen, deuterium, neon, neon/hydrogen mixtures, argon, nitrogen, argon/nitrogen mixtures, or the " warm " liquids propane and various Freon^® like Freon-13B1^®. The superheated state is normally achieved by a rapid movement of an expansion piston or membrane, but can also be produced by standing ultrasonic waves, shock waves, or putting liquids under tension. Bubble formation can be initiated by ionizing particles, by intense (laser) light, or on rough surfaces. The creation of embryonic bubbles is not completely understood, but the macroscopic growth and condensation can be calculated, allowing to estimate the dynamic heat load.