Ausarbeitung von Schülerxperimenten an der Nebelkammer

2. Theoretische Grundlagen
Die Beta-Strahlung (β) kann in zwei verschiedene Arten unterteilt werden, welche
sich in der Zerfallsreaktion durch die Emission eines Elektrons e − (β − -Strahlung)
und eines Positrons e + (β + -Strahlung) unterscheiden. Für die Zerfallsreaktion gilt:
β − :
β + :
A
ZX → A Z+1Y + e − + ¯ν e ,
A
ZX → A Z−1Y + e + + ν e .
Als Produkt dieser Reaktionen entsteht ein neues Teilchen, welches noch nicht erwähnt
wurde: das Neutrino ν e und sein Antineutrino ¯ν e . Diese Art von Teilchen
wurde das erste Mal 1933 von Wolfgang Pauli postuliert. Das Antineutrino wurde
erst 1956 an einem Kernreaktor nachgewiesen [4].
Die Gamma-Strahlung (γ) entsteht bei angeregten Kernen. Kerne haben diskrete
Energieniveaus. Beim Übergang von einem Energieniveau zu einem anderen, wird
elektromagnetische Strahlung in Form von Photonen freigesetzt, deren Energie sich
im MeV-Bereich befindet. Für die Zerfallsreaktion gilt:
wobei X ∗ der angeregte Kern ist.
A
ZX ∗ → A ZX + γ,
Die Neutronen-Strahlung besteht, wie der Name schon sagt, aus Neutronen und
wird nur selten bei Kernzerfällen beobachtet. Sie wird effektiv bei der Kernspaltung
in Reaktoren verwendet. Für die Zerfallsreaktion gilt:
A
ZX → i jY + A−i−k
Z−j W + k · n.
Die Delta-Strahlung (δ) besteht genauso wie die Beta-Strahlung aus Elektronen.
Die Elektronen der Delta-Strahlung werden durch ionisierende Strahlung aus der
Atomhülle gestoßen.
2.4. Energieverlust geladener Teilchen durch Materie
Während geladene schwere Teilchen Materie durchqueren, überwiegen zwei Prozesse.
Inelastische Stöße mit den Hüllenelektronen des Materials führen zu einem Energieverlust
des Teilchens. Weiterhin findet elastische Streuung am Atomkern statt, was
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