Obwohl Sie es nicht sehen können, ist Hintergrundstrahlung überall um uns herum. Natürliche (und harmlose) Strahlungsquellen umfassen kosmische Strahlung, radioaktiver Zerfall von Elementen in Gesteinen und sogar radioaktivem Zerfall von Elementen in lebenden Organismen. Eine Wolkenkammer ist ein einfaches Gerät, mit dem wir den Durchgang ionisierender Strahlung sehen können. Mit anderen Worten, es erlaubt indirekt Beobachtung der Strahlung. Das Gerät ist zu Ehren seines Erfinders, des schottischen Physikers Charles Thomson Rees Wilson, auch als Wilson-Wolkenkammer bekannt. Entdeckungen, die unter Verwendung einer Wolkenkammer und eines verwandten Geräts namens Blasenkammer gemacht wurden, führten 1932 zur Entdeckung von das Positron, die Entdeckung des Myons im Jahr 1936 und die Entdeckung des Kaons im Jahr 1947.
Es gibt verschiedene Arten von Wolkenkammern. Das DiffusionEine Wolkenkammer vom Typ ist am einfachsten zu konstruieren. Grundsätzlich besteht das Gerät aus einem versiegelten Behälter, der oben warm und unten kalt gemacht wird. Das
Wolke im Behälter besteht aus Alkoholdampf (z. B. Methanol, Isopropylalkohol). Der warme obere Teil der Kammer verdampft den Alkohol. Der Dampf kühlt ab, wenn er fällt und auf dem kalten Boden kondensiert. Das Volumen zwischen oben und unten ist eine Wolke von übersättigt Dampf. Wenn ein energetisch geladenes Teilchen (die Strahlung) durch den Dampf geht, hinterlässt er eine Ionisationsspur. Die Alkohol- und Wassermoleküle im Dampf sind polarSie werden also von ionisierten Partikeln angezogen. Da der Dampf übersättigt ist, kondensieren die Moleküle bei Annäherung zu nebligen Tröpfchen, die zum Boden des Behälters fallen. Der Weg des Weges kann bis zum Ursprung der Strahlungsquelle zurückverfolgt werden.Ein guter Behälter könnte ein großes leeres Erdnussbutterglas sein. Isopropylalkohol ist in den meisten Apotheken erhältlich als Reinigungsalkohol. Stellen Sie sicher, dass es 99% Alkohol ist. Methanol funktioniert auch für dieses Projekt, ist aber viel giftiger. Das absorbierende Material kann ein Schwamm oder ein Stück Filz sein. Eine LED-Taschenlampe eignet sich gut für dieses Projekt, aber Sie können die Taschenlampe auch auf Ihrem Smartphone verwenden. Sie möchten auch, dass Ihr Telefon Fotos von den Spuren in der Wolkenkammer macht.
Eine Blasenkammer ist eine andere Art von Strahlungsdetektor, die auf dem gleichen Prinzip wie die Wolkenkammer basiert. Der Unterschied besteht darin, dass in Blasenkammern überhitzte Flüssigkeit anstelle von übersättigtem Dampf verwendet wurde. Eine Blasenkammer wird hergestellt, indem ein Zylinder mit einer Flüssigkeit knapp über seinem Siedepunkt gefüllt wird. Die häufigste Flüssigkeit ist flüssiger Wasserstoff. Normalerweise wird ein Magnetfeld an die Kammer angelegt, so dass sich ionisierende Strahlung entsprechend ihrer Geschwindigkeit und ihres Verhältnisses von Ladung zu Masse spiralförmig bewegt. Blasenkammern können größer als Wolkenkammern sein und können verwendet werden, um energetischere Partikel zu verfolgen.