Er is onzichtbare straling overal om ons heen. Tot 1896 wist niemand dat het bestond. Maar toen ontdekte Henri Becquerel dat rotsen die uranium bevatten stralen produceerden die fotografisch papier zwart maakten.
Nu weten we dat veel stoffen radioactief zijn – ze geven deeltjes af die zich door de lucht verplaatsen totdat ze worden geabsorbeerd, hetzij door de lucht zelf of door een ander materiaal dat hun pad blokkeert.
Een wolkenkamer is een goede manier om de straling die in onze omgeving aanwezig is zichtbaar te maken. Dit wordt achtergrondstraling genoemd.
Wat zie je in een wolkenkamer?
In een wolkenkamer kijkend zie je de sporen van elektrisch geladen deeltjes als ze door de kamer gaan.
De ruimte in de kamer is gevuld met alcoholdamp en als een deeltje passeert, vormen zich kleine druppeltjes alcohol, die het spoor laten zien. Het lijkt een beetje op de dampsporen die je ziet als een straalvliegtuig door de hoge, koude atmosfeer vliegt.
Waar komt deze straling vandaan?
De geladen deeltjes die in een nevelkamer sporen produceren zijn alfa- en betadeeltjes (van radioactieve atomen), en protonen en muonen (uit de ruimte).
Alfa- en betadeeltjes zijn afkomstig van radioactieve materialen in onze omgeving:
- kalium, uranium en thorium in bouwmaterialen en gemalen gesteente
- radon in de atmosfeer
- Muonen zijn als zware elektronen. Ze vallen op ons neer wanneer zeer energetische straling uit de ruimte (kosmische stralen) hoog in de atmosfeer op moleculen inslaat en luchtmoleculen verpulvert.
En omdat wij mensen gemaakt zijn van materialen uit onze omgeving die we als ons voedsel en drinken tot ons hebben genomen, zijn ook wij licht radioactief.
Wat zit er in een wolkenkamer?
Op de bodem van de kamer ligt een metalen plaat die tot ongeveer -35°C is afgekoeld. Daarop is een dun laagje vloeibare alcohol te zien.
Op de top van de kamer ligt een glazen plaat met fijne verwarmingsdraden. Uit deze plaat wordt alcohol verdampt bij een temperatuur van ongeveer 50°C.
Op deze wijze wordt de kamer gevuld met alcoholdamp; bovenaan warmer dan onderaan.
Wanneer een deeltje door het gebied gaat waar de damp het koudst is, veroorzaakt dit condensatie. De kleine druppeltjes alcohol laten zien waar het deeltje doorheen is gegaan.
U kunt aan de onregelmatige sporen van de deeltjes zien dat ze energie verliezen door hun interactie met luchtmoleculen. De rechtste sporen zijn van de snelste, meest energetische deeltjes.
Links
- Wikipedia beschrijft hoe verschillende soorten wolkenkamers zijn uitgevonden.
- Meer over kosmische straling van de Universiteit van Oxford.