Mindenhol láthatatlan sugárzás vesz körül minket. Egészen 1896-ig senki sem tudta, hogy létezik. De aztán Henri Becquerel felfedezte, hogy az uránt tartalmazó kőzetek olyan sugarakat bocsátanak ki, amelyek megfeketítik a fotópapírt.
Most már tudjuk, hogy sok anyag radioaktív – részecskéket bocsátanak ki, amelyek addig terjednek a levegőben, amíg el nem nyeli őket, vagy maga a levegő, vagy valamilyen más anyag, amely elzárja az útjukat.
A felhőkamra jó módszer arra, hogy megmutassuk a környezetünkben jelen lévő sugárzást. Ezt nevezzük háttérsugárzásnak.
Mit látsz a felhőkamrában?
A felhőkamrába nézve az elektromosan töltött részecskék nyomát látod, amint áthaladnak a kamrán.
A kamra belsejét alkoholgőz tölti ki, és ahogy egy részecske áthalad rajta, apró alkoholcseppek keletkeznek, amelyek megmutatják a nyomát. Kicsit olyan, mint a gőznyomok, amelyeket akkor látunk, amikor egy sugárhajtású repülőgép átrepül a magas, hideg légkörön.
Honnan jön ez a sugárzás?
A töltött részecskék, amelyek a felhőkamrában nyomokat hoznak létre, alfa- és béta-részecskék (radioaktív atomokból), valamint protonok és müonok (az űrből).
Az alfa- és béta-részecskék a környezetünkben lévő radioaktív anyagokból származnak:
- kálium, urán és tórium az építőanyagokban és a földi kőzetekben
- radon a légkörben
- A müonok olyanok, mint a nehéz elektronok. Akkor zúdulnak ránk, amikor az űrből érkező nagyon energikus sugárzás (kozmikus sugárzás) magasan a légkörben lévő molekulákba csapódik, szétzúzva a levegő molekuláit.
És mivel mi emberek a környezetünkből származó anyagokból állunk, amelyeket táplálékként és italként vettünk magunkhoz, mi is enyhén radioaktívak vagyunk.
Mi van a felhőkamrában?
A kamra alján egy körülbelül -35°C-ra lehűtött fémlemez található. A tetején egy vékony folyékony alkoholréteg látható.
A kamra tetején egy üveglap van, amelyen finom fűtőszálak vannak. Erről a lemezről körülbelül 50°C-os hőmérsékleten párolog az alkohol.
Így a kamra tele van alkoholgőzzel; felül melegebb, mint alul.
Amikor egy részecske áthalad azon a területen, ahol a leghidegebb a gőz, kondenzációt okoz. Az apró alkoholcseppek mutatják, hogy a részecske hol haladt át.
A szabálytalan részecskepályákból megállapítható, hogy a részecskék a levegőmolekulákkal való kölcsönhatás során energiát veszítenek. A legegyenesebb nyomok a leggyorsabb, legenergikusabb részecskéktől származnak.
Linkek
- A Wikipédia leírja, hogyan találták fel a különböző típusú felhőkamrákat.
- Tovább a kozmikus sugárzásról az Oxfordi Egyetemtől.
A kozmikus sugárzásról az Oxfordi Egyetemről.