40 - Radioaktivität

Einer Ionisationskammer wird radonhaltige Luft zugeführt. Dies erfolgt dadurch, dass Luft durch eine Thoriumnitratlösung geleitet wird, so mit dem beim Thorium-232-Zerfall anfallenden Radon-220 angereichert wird und danach in die Ionisationskammer weitergeleitet wird. Ist genügend Radon-220 in der Kammer, so wird die Kammer abgeschlossen. Das vorhandene Radon-220 ionisiert die Luftmoleküle. Ein elektrisches Feld bewegt die ionisierten Luftmoleküle. Die Stromstärke I ist proportional zur Radioaktivität in der Kammer. Die Stromstärke wird nicht direkt gemessen, sondern die Spannung V zwischen einem zylindrischen Stift in der Mitte und der Erde. Der gesuchte Strom I ergibt sich dann aus der zeitlichen Änderung dieser Spannung: I = C dV /dt, wobei C die Kapazität des Stifts gegenüber Masse ist. Der exponentielle Rückgang der Radioaktivität sollte sich in einem exponentiellen Rückgang des Stroms I äussern. Die gemessene Halbwertszeit des Stroms I ist dann gleich der gesuchten Halbwertszeit des Radons. Der gemessene Strom lässt sich umrechnen in Luftionen pro Sekunde. Durch eine Energiebetrachtung kann man berechnen, wie viele Luftionen bei einem Radonzerfall entstehen - so dass die Stromstärke I in Radon-220-Zerfälle pro Sekunde (Becquerel) umgerechnet werden kann.

Die Experimentierplätze für den Versuch "Radioaktivität" befinden sich im HPP J 33.