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Kurzbeschreibung
 
   
 
26. September 2007; 17:30 Uhr
Gymnasium Große Schule, Dr.-Oskar-Sommer-Haus

Wolfenbüttel

PD Dr. Frank Wissmann
PTB Braunschweig

Kosmische Strahlung in der Atmosphäre

Die Welt um uns herum - und auch wir selbst - bestehen aus Atomen mit einem Atomkern und einer Hülle aus Elektronen. Im Allgemeinen heben sich die positive Ladung des Atomkerns und die negative Ladung der Elektronenhülle auf, so dass ein Atom elektrisch neutral ist. Es gibt aber auch natürlich vorkommende radioaktive Atome, bei denen der Atomkern sich umwandelt und dabei Energie zum Beispiel in Form von Gamma-Strahlung abgibt.

Die Energie der Gamma-Strahlung kann viele Tausend Mal größer sein als die Energie des sichtbaren Lichts. Die Gamma-Strahlung kann Elektronen aus der Atomhülle herausschießen. Auf diese Weise wird aus einem neutralen Atom ein positiv geladenes Ion gebildet. Man spricht deshalb auch von der ionisierenden Strahlung, die auch heute noch ein aktueller Forschungsgegenstand ist – etwa in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig, wenn es um die Höhenstrahlung in unserer Atmosphäre geht. Dabei handelt es sich um ionisierende Strahlung mit einer sehr großen Energie, die durch die kosmische Strahlung erzeugt wird.

Die Wurzeln der Erforschung der Höhenstrahlung reichen weit zurück, bis zu der Entdeckung der Radioaktivität am Ende des 19. Jahrhunderts. In dieser Zeit haben die Wolfenbütteler Physiker
Julius Elster und Hans Geitel Grundlegendes im Bereich der natürlichen Radioaktivität erforscht. So fanden sie die Ursache der so genannten „Luftelektrizität“ in den radioaktiven Elementen in der Luft und im Erdboden. Allerdings ließ sich damit nicht alles erklären. Es verblieb eine weiterhin unbekannte Quelle der Luftionisierung - eben die Höhenstrahlung. Diese wurde schließlich 1912 von Victor Hess mit Messungen auf Ballonflügen bis in 5000 m Höhe zum ersten Mal nachgewiesen und kurz darauf von Werner Kolhörster eindrucksvoll bestätigt.

Auch hier zeigte sich die Wolfenbütteler „Wissenschaftstradition“: Karl Bergwitz, ein Schüler von Elster und Geitel an der Großen Schule in Wolfenbüttel, hätte der Entdecker der Höhenstrahlung werden können. Aus Zweifel an der Funktionsfähigkeit seiner Messapparatur unterließ er es aber, seine 1908 bei einem Fesselballonflug erhaltenen, „merkwürdigen“ Messergebnisse zu veröffentlichen. So blieb ihm die Ehre der Entdeckung versagt.

Fast 100 Jahre nach ihrer Entdeckung wird die Höhenstrahlung im Braunschweiger Land weiterhin erforscht. Die PTB in Braunschweig führt seit vielen Jahren Messungen zur Strahlenwirkung der Höhenstrahlung in Reiseflughöhen durch. Dabei werden nicht nur physikalische Fragestellungen untersucht, sondern die Messergebnisse werden dazu genutzt, die Strahlenexposition des Flugzeugpersonals richtig zu ermitteln.