Thoughts around the cloud chamber of Subatech / Réflexions autour de la chambre à brouillard de Subatech

par M. Gines MARTINEZ (Subatech CNRS/IN2P3 - IMT Atlantique - Nantes Universite)

jeudi 4 sept. 2025, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

Amphi Kastler (Subatech IMT Atlantique)

Summary : The playful idea of automatize analysis of pictures of the Subatech Cloud Chamber for measuring the radon content in air has become an extremely fruitful. Beyond the fact that the Cloud Chamber is extremely sensitive to the present of Radon in air, down to few Bq per m3, the operating of the cloud chambers present amazing subtilities and triggered parallel questions about natural radioactivity,  the temperature mapping and time evolution inside the Earth, the role of radioactivity in the heat transfer inside Earth and finally the historical disagreement on XIX century concerning the estimation of the Earth age from biology and geology, and physics researchers. The reconstruction process of the Cloud Chamber pictures will be presented: optical corrections, background calculations, picture filtering, clustering, merging of fragmented clusters, correlated clusters subtraction. The results of radon content in J043 and H008 rooms of Subatech, will be presented as well as the measurement of the lifetime of thoron.  This study opens several prospectives for the future. The Cloud Chamber could become an excellent experimental tool for experimental nuclear and particle physics and radiochemistry teaching activities.

Résumé : L'idée ludique d'automatiser l'analyse des images de la chambre à brouillard de Subatech pour mesurer la teneur en radon dans l'air s'est avérée extrêmement fructueuse. Au-delà du fait que la chambre à brouillard est extrêmement sensible à la présence de radon dans l'air, jusqu'à quelques Bq par m3, son fonctionnement présente des subtilités étonnantes et a suscité des questions parallèles sur la radioactivité naturelle, la cartographie de la température et l'évolution temporelle à l'intérieur de la Terre, le rôle de la radioactivité dans le transfert de chaleur à l'intérieur de la Terre et enfin le désaccord historique au XIXe siècle entre biologistes, géologues et physiciens sur l'estimation de l'âge de la Terre. Le processus de reconstruction des images de la chambre à brouillard sera présenté : corrections optiques, calculs de fond, filtrage des images, regroupement, fusion des agrégats fragmentés, soustraction des agrégats corrélés. Les résultats de la teneur en radon dans les salles J043 et H008 de Subatech seront présentés, ainsi que la mesure de la durée de vie du thoron. Cette étude ouvre plusieurs perspectives pour l'avenir. La chambre à brouillard pourra  devenir un excellent outil expérimental pour l'enseignement de la physique nucléaire et des particules et de la radiochimie.