Aufbau und Funktionsweise
In einer kontinuierlichen Nebelkammer wird eine geschichtete Alkoholatmosphäre erzeugt, indem die Kammer oben erwärmt und unten gekühlt wird. So entsteht im Zwischenraum übersättigter Alkoholdampf. Der übersättigte Dampf kondensiert, sobald sich ein Kondensationskeim hierfür findet. Diese Rolle übernehmen Teilchen, die durch auf die Nebelkammer treffende Strahlung ionisiert wurden. Jeder Ionisation führt sofort zur Nebelbildung. Damit die Nebeltröpfchen nicht zu einer dichten, gleichmäßigen Schicht werden, liegt zwischen einem Metallgitter unterhalb der Glasplatte, welches auch als Heizung dient, und dem Boden eine Spannung an. Diese Spannung erzeugt ein E-Feld in der Nebelkammer und saugt die geladenen Nebeltröpfchen nach oben oder unten ab.
Typischerweise wird eine solche kontinuierliche Nebelkammer genutzt, um ionisierende kosmische Strahlung nachzuweisen. Die stets vorhandene kosmische Strahlung führt laufend zur Erzeugung energiereicher ionisierender Strahlen, die in der Kammer sichtbar werden.
Einsatz und Aufbau in der Schule
Der Aufbau einer kontinuierlichen Nebelkammer ist etwas aufwendiger und benötigt u.a. einen Wasseranschluss. Zusätzlich wird hier i.d.R. ein radioaktives Präparat an die Nebelkammer gehalten, um die vom Präparat ausgehende ionisierende Strahlung sichtbar zu machen. Dabei kann unterhalb der Nebelkammer ein Magnet positioniert werden, um geladene Teilchen auf ihrer Bahn durch die Kammer abzulenken. Je nach Ablenkrichtung können so \(\alpha\)- und \(\beta\)-Teilchen unterschieden werden.
Durchführung
Für die Versuchsdurchführung im folgenden Video wurde ein Magnet von unten an die Kammer gehalten. Der Südpol des Magnetes zeigte dabei in die Kammer.
Aufgabe
Bestimme anhand der Teilchenspuren in der Nebelkammer, ob es sich bei dem verwendeten radioaktiven Präparat um einen \(\alpha\)- oder \(\beta\)-Strahler handelt.
Große kontinuierliche Demonstrationsnebelkammern
An Universitäten oder in Museen (z.B. dem Deutschen Museum in München) gibt es große, kontinuierliche Nebelkammern, an denen man die natürlich vorhandene ionisierende Strahlung, die bspw. aus dem Weltall zu uns gelangt, beobachten. Da verschiedene Teilchen- bzw. Strahlungsarten unterschiedliche Spuren in der Nebelkammer hinterlassen kann diese mit solchen Nebelkammern genauer untersucht und erforscht werden.
Solche großen Nebelkammern sind jedoch sehr teuer und kosten mehr als 20000 Euro. Daher sind sie in Schulen nicht zu finden.
Welche Spuren unterschiedliche Strahlungen in der Nebelkammer hinterlassen, kannst du im Artikel "Typische Nebelkammerspuren" sehen.