主题 : 在家做核子研究:DIY 一个粒子检测器
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0 在家做核子研究:DIY 一个粒子检测器


如果把你和 16 岁的儿子关在家里,你们会做什么?
好吧,第一个答案可能是造一个游戏 PC,但现在 DIY 游戏 PC 的项目太多,有其他一些不一样的东西吗?
或许,可以试着做一个粒子探测器?
这个叫 Steve Foster 的博主在网上碰巧看到了一篇介绍欧洲核子研究中心 (CERN)外联项目的文章,这个项目说,你能以不到 30 英镑的价格打造你自己的粒子探测器??     
GitHub 链接:https://github.com/ozel/DIY_particle_detector
不过,感觉也挺值得尝试一番?
于是,Steve Foster 就和儿子一起,捣鼓着 DIY 了一个粒子探测器,过程中肯定也遇到了一些困难和好玩的事,接下来就和文摘菌一起来看看吧。
需要购买的组件 
其实要 DIY 一个 CERN 套件并没有那么困难,你可以在 kitspace 上订购需要的零件。但问题是,你能用 30 欧元(27 英镑)左右的价格搭建出来吗?

kitspace 链接:https://kitspace.org/boards/github.com/ozel/diy_particle_detector/electron-detector/
单个组件的价格自然在 30 欧元以下了,但只购买单个组件显然是不够的,有时候你必须购买 10 个电阻器,因为它们太便宜了,到最后,3 便士的零件你可能前前后后花费了 30 便士。(这消费主义的陷阱)
其中,最大的惊喜是,你最好购买三块电路板,实际经验告诉你这会物有所值的,尤其是,如果你对自己的焊接技能不自信的话,可以准备一块备用板,正好 Alpha 检测器型号也可以用同一块板。
总的来说,所有电子元件的成本几乎都不到 40 英镑。如果你要购买一个有十几块板的经典模型,整体价格将接近每块木板 33 英镑 / 37 欧元。
除了上面的零部件外,你还可以考虑购买一些自选零件。
我们在亚马逊上以大约 8 英镑的价格购买了链接 BNC(连接器)和音频插孔的电缆,因为这样一来就比从头开始构建整个模型来得更快,更容易并且更便宜。
我们还购买了一些现在工具箱里没有的工具。你可能更愿意以 6 英镑左右的价格购买金属盒或包装盒,但我建议可以使用旧的罐子或类似的物品代替。我们用的是我妻子在圣诞节时收到的 Fossil 手表上的展示盒。
为了在外壳中安装板子,你需要某种金属支架。我们在亚马逊上以约 11 英镑的价格购买了一盒 M3 黄铜支架,不仅具有各种长度,并且包括所有必要的螺钉和螺栓。(120 个组件,仅需一个!)然后你还需要一些较短的连接线——总计约 30 厘米。(温馨提示:如果你需要在购买过程中订购所有这些物品,那么 Amazon Prime 绝对物有所值。)
最后,你需要某种放射源来尝试检测器。我们在亚马逊上以不到 5 英镑的价格购买了 100 克高纯度的氯化钾(KCl),这价格明显比亚马逊上也有较高钾含量的富含钾的盐替代品更好。
你还需要哪些工具
上面列举的都是一些专业零件,还有一些基础零件也不能忘了。

开始之前,请确保你拥有所有需要的工具:
  • 带有小尖头并且适用于组件和电路板的烙铁
  • 拆焊泵和编织带(以防万一)
  • 用于在焊接组件时整理多余的电线的小型剪钳
  • 整理接线末端的剥线钳
  • 用于测试接头和检查电路板的小型万用表
  • 在旧的锡盒上打孔的打钉机
  • 用于锉掉刚打的孔上尖锐边缘的锉刀
  • 进行焊接时,用来固定电路板和组件的物件。我们用的是旧的墙砖和六角铅笔
让我们来动手构造一个探测器吧! 
我们在大约 3 周的时间里每天花了大约 3 个小时来制作电路板,也许还要花一个小时来制作机箱并将把电路板安装到里面。
为什么这么久呢?好吧,这个项目对于一个 16 岁的年轻人来说,和制造游戏 PC 的吸引力还是很不同的,做游戏 PC 通常比这个项目来得更有干劲儿。
话归正转,我们现在决定将组件成组焊接。首先制造电阻器,然后制造电容器,之后是半导体。Wiki 中的构建说明书非常好用,跟着步骤做就行了。
我们在焊接时测试了每个接头,并且从电路板上的另一点也进行测试,以确保连接没有问题。我儿子在一块 PCB 上进行了所有焊接,而我开始在第二块板上进行工作,一部分用作备份板,另一部分可以构成 Alpha 检测器的基础。
(同时我悲催的发现了这两样在第三个组件 R3 上已经是不一样的组装构造了!)
级别: 八片秋叶

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谢谢楼主辛苦分享,了解一下。
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