Detectie van kosmische straling

1. geproduceerd op 15 km hoogte • reizen met een snelheid in de buurt van de lichtsnelheid • levensduur = 2,2.10-6 s s = 2,2.10-6 s x 3.108 m/s = 660 m = 0,6 km toch bereiken muonen het aardoppervlak Detectie van kosmische straling muonen ? Victor Hess 1912: ontdekking van de kosmische straling Hess in zijn ballon primaire & secundaire kosmische straling muondetector • opgebouwd uit: • 3 plastic scintillatoren • 2 dunne, 1 dikke • coïncidentieschakeling van de 3 detectoren • 1 deeltje door alle drie de detectoren muon detectie van een muon naar gelang de hoek waaronder de detectoren opgesteld zijn: ja neen • hoogenergetische deeltjes vallen vanuit de kosmos op onze aardatmosfeer in = primaire kosmische straling • primaire deeltjes botsen met stikstof of zuurstofkernen creatie van tal van secundaire deeljtes • ontstaan van een lawine van hoogenergetische secundaire deeltjes = AES: Extended Air Shower Via de coïncidentieschakeling is het mogelijk om de hoek te bepalen waaronder muonen invallen op het aardoppervlak

2. Weetjes en feiten • de intensiteit van kosmische straling verdubbelt ongeveer om de 1500 m • hierdoor kan de straling in een vliegtuig oplopen tot 100 maal de opgelopen straling op zeeniveau • de gemiddelde jaarlijkse blootstelling aan kosmische straling in Vlaanderen komt overeen met 3-4 retourvluchten van Europa naar Noord-Amerika • tijdens een zonne-eruptie kan de kosmische straling vertienvoudigen • de straling op vlieghoogte is aan de polen 2 tot 3 keer zo hoog als aan de evenaar Het poollicht (noorderlicht of aurora borealis) • hoogenergetische deeljes van de zon worden in de buurt van de polen afgebogen door het aardmagnetisch veld • de deeltjes dringen met verhoogde snelheid de atmosfeer binnen • door botsingen in de bovenste kilometers wordt de energie overgedragen op zuurstof- en stikstofatomen Kleur is afhankelijk van de botsing (hoogte + atoom)

3. Meting van de lichtsnelheid c = bouwsteen bij definitie van lengte 1 meter = afstand afgelegd door licht in vacuüm in 1/299.792,458 s • c in vacuüm = constant • c = 299.792,458 m/s • c = 1.079.252.848,8 km/h • c = exacte waarde • Wat is antimaterie? • zelfde massa, tegengestelde lading • anti-elektron = positron • materie + antimaterie annihileren mekaar • positronen worden geproduceerd bij radioactief verval • Wat is Impuls ? • = ”hoeveelheid van beweging” • = massa x snelheid • een trage olifant kan dezelfde impuls hebben als een snelle muis • onder bepaalde voorwaarden geld de “wet van behoud van impuls” Elektron-positron annihilatie met behoud van impuls = 180°γγ paar

4. Weetjes en feiten • 1 lichtjaar = de afstand die licht aflegt in 1 jaar = 9.460.730.472.580.800 m • de afstand tussen aarde en maan is ongeveer gelijk aan 1 lichtseconde • het ruimtevaartuig dat het verst verwijderd was van ons, de Voyager 1, was 13 lichtuur van ons verwijderd, de Voyager heeft hier 27 jaar over gedaan • het licht doet er 8 minutenen 20 sec. over om van de zon naar de aarde te reizen • het centrum van ons sterrenstelsel, de melkweg, is ongeveer 28.000 lichtjaar weg • de diameter van de melkweg is ongeveer 100.000 lichtjaar • de dichtstbijzijnde ster na onze zon, Proxima Centauri, is 4,22 lichtjaarvanons verwijderd.

5. PET-scanner Bèta-verval & positronen Annihilatie Antideeltjes anniheleren mekaar positron e+ = antimaterie van het elektron e- Dirac 1903: ontdekking e+, antideeltje van e- Uitzending van 2 gammas (511 keV) in de tegenovergestelde richting PET-scanner Bèta plus verval: Uitzenden van een positron + een neutrino Toepassing in de medische sector: Positron emissie tomografie (PET) biologische drager word gemerkt met RA element (18F-fluorodeoxyglucose) effect van roken, getoond op een PET-scan zuurstof koolstof waterstof molecule wordt bij de patiënt ingespoten Fluor-18 patiënt neemt plaats in de scanner Uitgezonden 511 kev γ‘s worden gedetecteerd door gammacamera’s opsporen van Alzheimer opsporen van Parkinson