Nebelkammer – Radioaktivität in einer kosmischen Umgebung

Nebelkammern sind eigens für das Aufspüren von geladenen Teilchen und Strahlung hergestellte Kästen. Bei dieser Aufgabe wird eine Nebelkammer zur Beobachtung von Alpha- und Beta-Teilchen, den geladenen Produkten des radioaktiven Zerfalls von Thorium-232, genutzt. Die Schüler sollten bereits mit dem Begriff radioaktiver Zerfall und den Unterschieden zwischen Alpha- und Beta-Strahlung vertraut sein. Dieser Versuch unterstützt die Schüler bei ihrem Verständnis durch eine physikalische Demonstration des radioaktiven Zerfalls.

Die Schüler beobachten die Kondensstreifen, die geladene Teilchen in ihrem Nachlauf in einer Nebelkammer hinterlassen, und lernen, wie man Teilchen anhand der Streifen-Eigenschaften ermittelt. Durch kosmische Strahlen verursachte Streifen lassen sich in der Nebelkammer beobachten, was als Ausgangspunkt für die Einführung kosmischer Strahlen und deren Ablenkung durch das Magnetfeld der Erde dienen könnte. Die Schüler nehmen die Berechnung und die Formulierung von Gleichungen des radioaktiven Zerfalls vor. Ferner werden die Auswirkungen der Strahlung für die ESA, einschließlich der nachteiligen Auswirkungen der Strahlung auf Schaltkreise, und die Nutzung des radioaktiven Zerfalls als Energiequelle, erörtert.

Die Schüler lernen

• Elementarteilchen
• Interaktionen zwischen den Teilchen
• Atomnummer, Massezahl
• Strahlung und radioaktiver Zerfall
• Radioaktiver Zerfall als Energiequelle fürRaumfahrzeuge
• Die negativen Auswirkungen ionisierender Strahlung auf die Elektronik
• Interaktionen zwischen geladenen Teilchen und Magnetfeldern
• Kosmische Strahlen einschließlich ihrer Interaktionen mit der Atmosphäre

Die Schüler verbessern

• allgemeine Versuchsfähigkeiten, einschließlich der sachgemäßen Nutzung des Versuchsmaterials und der Durchführung und Aufzeichnung von Beobachtungen.
• die Kommunikation und Erörterung der Ergebnisse durch einschlägige Fragen zur Erweiterung des Verständnisses und Wissens zu einem Thema.
• ihre Anwendung des durch experimentelle Beobachtungen erworbenen Wissens zur Lösung theoretischer Probleme.