9. Wilsonvat
Inleiding
Met onze zintuigen kunnen we geen ioniserende straling waarnemen. Met een expansievat of met een Wilsonvat kan dat wel: α- en β-deeltjes laten daarin zichtbare sporen achter. Die deeltjes ioniseren langs hun baan stikstof- en zuurstofmoleculen in de lucht. Deze ionen doen dienst als condensatiekernen voor de oververzadigde water- of alcoholdamp in het vat. De baan van de deeltjes is dan zichtbaar als een condensatiespoor. In een expansievat ontstaat een dergelijke oververzadiging door plotselinge uitzetting van de lucht in het vat. Daarbij koelt de lucht snel af, waardoor de damp in die lucht oververzadigd raakt en rond de geïoniseerde stikstof- en zuurstofmoleculen condenseert tot kleine druppels. Bij een juiste manier van belichten zijn die druppeltjes goed zichtbaar. Bij het continue Wilsonvat ontstaat de oververzadiging door de bodem te koelen met een thermo-elektrisch koelelement.
| Röntgen / divers | havo: makkelijk | vwo: makkelijk | Mobiel en UU |
Doel
Waarnemen van de condensatiesporen veroorzaakt door de α- en β-deeltjes uit een bron met radium-226 en de vervalproducten daarvan.
Opstelling
De opstelling bestaat uit een continu Wilsonvat met een radium-226 bron. Een lamp buiten het Wilsonvat zorgt voor een goede belichting.
Radium-226 zendt α- en β-deeltjes uit. Op de linkerfoto van het Wilsonvat zijn de sporen van de α-deeltjes goed zichtbaar. Op de rechterfoto is de bron afgeschermd door een dun plaatje aluminium (dikte 0,2 mm). De sporen van de β-deeltjes zijn zo zwak dat ze niet meer op de foto te zien zijn. Het op deze foto wel zichtbare spoor wordt veroorzaakt door achtergrondstraling.
Toepassingen
Foto’s van deeltjessporen in detectoren als een expansievat of bellenvat leveren informatie over de bouw van atoomkernen en over de wisselwerking tussen elementaire deeltjes bij onderlinge botsingen. Uit de lengte van het condensatiespoor en uit de kromming van de baan in een magnetisch veld is af te leiden om welk soort deeltje het gaat en welke eigenschappen het heeft.