Schülerexperiment Nebelkammer

In der Woche vor Weihnachten erforschten Schüler verschiedener Technikklassen mithilfe von sogenannten Nebelkammern Produkte von radioaktiven Zerfällen.

Eine Nebelkammer ist im Wesentlichen eine abgeschlossene Box, in die ein mit Alkohol getränkter Filz gegeben wird. Der Alkohol verdampft teilweise und vermischt sich mit der in der Box befindlichen Luft. Je höher die Temperatur eines Gases, desto mehr Flüssigkeit kann diese aufnehmen. Durch die Kühlung mit Trockeneis (Das ist eigentlich ein festes CO₂-Granulat bei etwa T≈-80°C und kein Eis im umgangssprachlichen Sinne) an der Unterseite entsteht in der abgekühlten Luft ein mit Alkohol übersättigter Zustand. Der Alkohol müsste also wieder kondensieren, d.h. kleine Tröpfchen bilden. Das geschieht normalerweise an sogenannten Kondensationskeimen, wie Staub oder in der Luft befindlichen Ionen.

Durchläuft nun ein energiereiches geladenes Teilchen den Innenraum der Box (Elektron, Proton, Ion) entsteht entlang des Weges des Teilchens ein Kondensstreifen, wie bei einem Linienflugzeug am Himmel. Mit dieser Methode können Spuren geladener Teilchen nachgewiesen werden. Geladene Teilchen kommen in der Natur sehr häufig vor, unter anderem auch bei radioaktiven Zerfällen. Beim α-Zerfall wird ein positiv geladener Heliumkern emittiert. Dieser hinterlässt in der Nebelkammer eine kurze, dicke Spur. Das beim β-Zerfall emittierte Elektron hinterlässt eine lange, dünne Spur. γ-Zerfälle erzeugen hochenergetische Photonen, also Licht und können mit einer Nebelkammer nicht nachgewiesen werden.

Das Beobachten der unregelmäßig auftauchenden Kondensstreifen in der Box war eine schöne Gelegenheit für die Schüler in Kontakt mit der Physik auf atomarer Ebene zu treten. Auch das Arbeiten mit Trockeneis macht mit angemessenen Vorsichtsmaßnahmen sehr viel Spaß. Wer möchte, kann sich auf YouTube dazu Anregungen verschaffen

Eine genauere Beleuchtung der Thematik, sowie ein Bauanleitung zur Nebelkammer finden Sie unter folgendem QR-Code:

Text und Fotos: Andreas Müller, StR