Radioaktive Teilchen verraten sich durch ihre Nebelspuren. Findest du Unterschiede?
WORUM GEHT ES?
Tagtäglich sind wir leichter radioaktiver Strahlung ausgesetzt. Diese wird durch die natürliche Strahlung der Erde sowie durch die kosmische Strahlung aus dem Weltraum verursacht. Der Mensch hat sich an diese Strahlenbelastung relativ gut angepasst, sodass er keinen Schaden davon trägt. Aber sehen kann er sie nicht.
In der kontinuierlichen Nebelkammer werden die Spuren der eigentlich unsichtbaren radioaktiven Teilchen sichtbar gemacht und ein Eindruck davon vermittelt, dass radioaktive Teilchen uns ständig umgeben.
WESHALB IST DAS SO?
Der obere Teil des Gehäuses der Nebelkammer besteht aus einer Glashaube, die den Einblick erlaubt. Eine zweite Glashauben dient dem Schutz der Apparatur. Im unteren Bereich der Kammer befindet sich eine schwarze Bodenplatte, die durch ein Kühlaggregat auf minus 30 Grad herunter gekühlt wird. Oberhalb der kalten Platte ist umlaufend eine beheizte Rinne angebracht, in die beständig Alkohol tropft und verdampft. Der entstehende Dampf verteilt sich in der Kammer und wandert vom oberen, warmen Bereich in den unteren, kälteren. Dort bildet sich eine Schicht aus übersättigtem Alkoholdampf, d.h. dieser Dampf würde zu kleinen Flüssigkeitströpfchen kondensieren, wenn Kondensationskeime (z.B. Staubpartikel) vorhanden wären. Da die Luft unter den Glashauben aber gut gefiltert und sauber ist, gibt es keine Staubpartikel oder ähnliches, an denen sich kleinere Tropfen oder Nebel aus Alkohol bilden könnten.
Allerdings sind in der eingeschlossenen Luft immer radioaktive Elemente enthalten. Bei ihrem Zerfall entstehen schnelle geladene Teilchen, die auf ihrer Flugbahn durch die Nebelkammer Elektronen aus den Alkoholmolekülen herauslösen. Es bleiben positiv geladene Teilchen zurück, die dann dem Alkohol als Kondensationskeime dienen: An ihnen lagern sich in der übersättigten Dampfschicht weitere Alkoholmoleküle an und es bilden sich kleine Tröpfchen.
Genau in diesem Zustand sind die Spuren radioaktiv zerfallender Teilchen aufgrund der seitlichen Beleuchtung der Nebelkammer für den Beobachter sichtbar und erinnern an die Kondensstreifen von Düsenflugzeugen am Himmel.
Je nach Länge und Form der Nebelspuren kann man verschiedene Teilchen unterscheiden. Alpha-Teilchen (Heliumkerne) bilden wurmartige Linien, Beta-Teilchen (Elektronen, Positronen) hinterlassen dünne und je nach Energie kürzere oder längere Spuren, und Protonen führen zu relativ langen und breiten Streifen. Weil der kondensierte Alkohol schwerer ist als die Luft, sinken die Tröpfchen langsam auf die Bodenplatte der Nebelkammer ab und fließen von dort in den Vorratsbehälter zurück.