Warum leuchtet die Luft um Radium?
Hey,
mich würde interessieren, warum Radium bzw. die Luft (Stickstoff) leuchtet?
Ich weiß bereits, dass Stickstoff Hauptbestandteil unserer Luft ist.
Ich freue mich über die Antworten :)
LG
2 Antworten
Grob geschätzt: Die α-Strahlung ionisiert die Luft rund um die Strahlungsquelle. Wenn sich die ionisierten (oder auch fragmentierten) Luftmoleküle von irgendwoher ein Elektron klauen, dann wird Energie in Form von Strahlung abgegeben. Eventuell entstehen durch Radiolyse auch Moleküle in angeregten Zuständen, die dann fluoreszieren.
Čerenkov-Strahlung halte ich für eine unwahrscheinliche Erklärung. ²²⁶Ra zerfällt zu α-Partikeln mit einer Energie von 4.9 MeV, das reicht nicht für relativistische Geschwindigkeiten (so ein α ist ja ≈4 GeV schwer).
Einen Hinweis liefert Dir das Stichwort: Tscherenkow-Strahlung. Insbesondere, was das leuchtende Phänomen bei radioaktiven Stoffen betrifft.
Naja ich glaube nicht, dass dies nur im Wasser auftritt, da es ja um den Durchgang relativistischer, geladener Teilchen (z. B. Elektronen) durch ein lichtdurchlässiges Dielektrikum geht. Das sollte also auch für Luft gelten...
Soweit ich mich erinnere, tritt Tscherenkow-Strahlung auf, wenn sich in einem Medium Teilchen schneller als das Licht bewegen. Im Wasser denkbar, in Luft kaum.
Ja, aber ich hatte die Vermutung, dass gerade durch die Ionisation das der Fall sein könnte
Bei ultrarelativistischen Geschwindigkeien tritt auch in Luft Čerenkov-Strahlung auf. Die kosmischen Strahlen sind Protonen mit kinetischen Energien knapp in der Größenordnung der Ruhemasse, obwohl einzelne auch wesentlich höherenergetisch sind. Man detektiert sie über die Čerenkov-Strahlung, die am Boden ankommt; wenn Luft einen Brechungsindex von 1.0003 hat, dann braucht man eine kinetische Energie von ungefähr 40 mal der Ruhemasse, um v≥c/n=0.9997 c zu erreichen, so daß sich Čerenkov-Strahlung bilden kann. Das habe ich mir schnell aus Eₖᵢₙ=m/(√(1-v²))−m abgeschätzt und dabei hoffentlich keinen Fehler gemacht (Formel in der Konvention c=1).
Die Energien, die die Teilchen beim radioaktiven Zerfall bekommen, liegen viele Größenordnungen unter diesem Limit.
Die Tscherenkowstrahlung tritt in Wasserbecken, also in einem wesentlich dichteren Medium auf, nicht in Luft.
Die Luft wird durch Radium ionisiert