Natürliche Strahlung

Natürliche Hintergrundstrahlung ist eine allgegenwärtige, schwache Strahlung in unserer Umgebung. Dieses Experiment verwendet einen Detektor für nukleare Strahlung in der Nähe des Webservers, um sie nachzuweisen. Wenn Strahlung die gasgefüllte Röhre im Inneren durchquert, stört es die Gasatome und erzeugt einen kurzen elektrischen Impuls, der als ein Nachweis gezählt wird. Der Detektor kann nicht feststellen, woher die Strahlung kam oder wodurch sie verursacht wurde. Aber eines ist sicher: Die gesamte nachgewiesene Strahlung geht auf Quantenereignisse zurück.

Was Sie sehen

Die Felder fassen die jüngsten Zählungen zusammen. Die Diagramme zeigen Live-Nachweise, die Nachweishistorie und wie vollständige Minutenzählungen mit der bei zufälligen Nachweisen erwarteten Verteilung übereinstimmen.

Live-Detektionen

Detektionsverlauf

Zählungen in dieser Minute
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Zählungen in dieser Stunde
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Zählungen heute
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Ø Zählungen/Tag
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Ø Zählungen/Woche
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Ø Zählungen/Monat
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Verteilung der Zählungen pro Minute

Jeder Balken zeigt den Prozentsatz vollständiger Ein-Minuten-Intervalle mit dieser Anzahl von Nachweisen. Die Linie zeigt die aus dem beobachteten Mittelwert erwartete Poisson-Verteilung.

Vollständige Ein-Minuten-Messungen werden gesammelt…

Was ist hier quantenphysikalisch?

Natürliche Hintergrundstrahlung entsteht hauptsächlich durch quantenmechanische Vorgänge in instabilen Atomen. Diese Radioisotope kommen natürlicherweise im Boden, in Gestein, in Baumaterialien und in der Luft vor. Ihre Zentren (die Atomkerne) sind aufgrund der Anzahl und Anordnung der Protonen und Neutronen instabil. Um ein Gleichgewicht zu erreichen, geben sie Teilchen oder überschüssige Energie ab. Dieser radioaktive Zerfall, der zu zufälligen Zeitpunkten stattfindet, macht das Atom stabiler. Es gibt drei Hauptarten:

  • Alphazerfall: Ein Alphateilchen (Heliumkern: zwei Protonen + zwei Neutronen), das von einem schweren Atomkern freigesetzt wird, beispielsweise von Uran im Boden.
  • Betazerfall: Ein Betateilchen (Elektron oder Positron), das ausgesendet wird, wenn sich ein Neutron in einem Atom in ein Proton umwandelt oder umgekehrt.
  • Gammazerfall: Ein hochenergetisches Photon, Gammastrahl genannt, das von einem Atomkern ausgesendet wird, häufig nach einem Alpha- oder Betazerfall.

Wenn die durchschnittliche Zerfallsrate annähernd konstant ist, erzeugen die unvorhersagbaren einzelnen Nachweise eine charakteristische Poisson-Verteilung der Zählungen über gleiche Ein-Minuten-Intervalle.

Ein kleiner Teil der natürlichen Hintergrundstrahlung stammt von kosmischer Strahlung: hochenergetischen Teilchen, hauptsächlich Protonen und Atomkernen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum bewegen. Sie stammen aus gewaltigen kosmischen Ereignissen wie explodierenden Sternen in unserer Galaxie sowie von unserer Sonne. Wenn sie auf die Erdatmosphäre treffen, kollidieren sie mit Atomen und erzeugen Schauer sekundärer Teilchen, die die Erdoberfläche erreichen. Diese hochenergetischen Kollisionen sind Quantenereignisse.

Fast wie ein zusätzlicher Bonus umfasst auch die Wechselwirkung der Strahlung mit dem Gas im Detektor Quantenereignisse. Wenn Strahlung auf ein Gasatom trifft, schlägt sie eines seiner Elektronen heraus. Diese Ionisation ist ein Quantenereignis. Das freigesetzte Elektron wird durch das elektrische Feld beschleunigt und löst eine Lawine weiterer Ionisationen aus, wodurch der elektrische Impuls entsteht, der als eine Detektion gezählt wird.

Über den Detektor

Standort
Nicht verfügbar
Quellenstatus
Deaktiviert
Detektormodell
Nicht verfügbar
Firmware
Nicht verfügbar
Detektortyp
Nicht verfügbar
Sicherer Bereich
Nicht verfügbar