Überall um uns herum gibt es unsichtbare Strahlung. Bis 1896 wusste niemand, dass sie existiert. Doch dann entdeckte Henri Becquerel, dass uranhaltiges Gestein Strahlen erzeugte, die Fotopapier schwärzten.
Jetzt wissen wir, dass viele Stoffe radioaktiv sind – sie geben Teilchen ab, die sich durch die Luft bewegen, bis sie absorbiert werden, entweder von der Luft selbst oder von einem anderen Material, das ihren Weg blockiert.
Eine Nebelkammer ist eine gute Möglichkeit, die in unserer Umgebung vorhandene Strahlung aufzuzeigen. Man nennt sie Hintergrundstrahlung.
Was sieht man in einer Nebelkammer?
Wenn man in eine Nebelkammer schaut, sieht man die Spuren elektrisch geladener Teilchen, die durch die Kammer hindurchgehen.
Der Raum in der Kammer ist mit Alkoholdampf gefüllt, und wenn ein Teilchen hindurchgeht, bilden sich winzige Alkoholtröpfchen, die seine Spur zeigen. Es ist ein bisschen wie die Dampfspuren, die man sieht, wenn ein Düsenflugzeug durch die hohe, kalte Atmosphäre fliegt.
Woher kommt diese Strahlung?
Die geladenen Teilchen, die Spuren in einer Nebelkammer erzeugen, sind Alpha- und Betateilchen (von radioaktiven Atomen) sowie Protonen und Myonen (aus dem Weltraum).
Alpha- und Betateilchen stammen von radioaktiven Stoffen in unserer Umgebung:
- Kalium, Uran und Thorium in Baumaterialien und Bodengestein
- Radon in der Atmosphäre
- Muonen sind wie schwere Elektronen. Sie prasseln auf uns nieder, wenn sehr energiereiche Strahlung aus dem Weltraum (kosmische Strahlung) auf Moleküle hoch in der Atmosphäre trifft und Luftmoleküle zertrümmert.
Und weil wir Menschen aus Stoffen aus unserer Umwelt bestehen, die wir mit unserer Nahrung und unseren Getränken aufgenommen haben, sind auch wir leicht radioaktiv.
Was ist in einer Nebelkammer?
Am Boden der Kammer befindet sich eine Metallplatte, die auf etwa -35°C abgekühlt ist. Darauf ist ein dünner Film aus flüssigem Alkohol zu sehen.
Oben in der Kammer ist eine Glasplatte mit feinen Heizdrähten. Von dieser Platte wird Alkohol bei einer Temperatur von etwa 50°C verdampft.
Auf diese Weise ist die Kammer mit Alkoholdampf gefüllt, der oben wärmer ist als unten.
Wenn ein Teilchen durch die Region geht, in der der Dampf am kältesten ist, kondensiert es. Die kleinen Alkoholtröpfchen zeigen, wo das Teilchen durchgekommen ist.
An den unregelmäßigen Spuren der Teilchen kann man erkennen, dass sie Energie verlieren, wenn sie mit den Luftmolekülen wechselwirken. Die geradlinigsten Spuren stammen von den schnellsten, energiereichsten Teilchen.
Links
- Wikipedia beschreibt, wie die verschiedenen Arten von Nebelkammern erfunden wurden.
- Mehr über kosmische Strahlung von der Universität Oxford.