「看見」看不見的放射線！用雲室追蹤α射線的軌跡！（放射線觀察）
我是科學訓練師桑子研。每天都是實驗日。
想不想在理化教室裡，親眼體驗「看見」放射線呢？這次要介紹的是一個使用自製霧箱的課堂實踐，透過霧箱觀察天然放射性礦物——閃鈾礦（uraninite）所放出的 α 射線（阿爾法射線）留下的足跡。
霧箱是科學館等地方相當受歡迎的實驗裝置。不過，自己動手準備材料、組裝裝置，所感受到的「做科學」滋味，和單純觀看展示可是完全不同。這次使用的是「原子力エンジニアリング株式会社」的霧箱套件。雖然是市售產品，但相當適合學校使用，在安全性方面也做了許多考量。
【準備材料】
除了理化教室或學校裡通常會有的用品之外，還需要準備以下材料：
• 毛巾（保溫及防滑用）
• 托盤（用來隔熱、保護乾冰）
• 乾冰（約 1 kg，價格約 700 日圓）
• 放射線源（這次使用閃鈾礦）
• 筆燈或 LED 燈
• 棉紗手套（保護雙手）
• 無水乙醇
• 滴管
• 暗室，或是可以用遮光幕完全遮暗的房間
※乾冰可以在冰店等地方購買。例如千葉車站附近有岩川氷室。 https://maps.app.goo.gl/QMHKJdppKhRhKTXK7?g_st=ic
霧箱的原理與觀察重點
在霧箱裡，乙醇會蒸發，並在受到乾冰冷卻的表面附近形成過飽和的乙醇蒸氣。由於乾冰造成了溫度梯度，霧箱內的氣體會上下流動，使得乙醇蒸氣維持在一個只要受到些微刺激，就很容易從氣體變成液體的狀態。將放射線源（閃鈾礦）放入其中後，當 α 射線射出時，就會浮現出一道道像飛機雲一樣的痕跡。
α 射線本身其實很容易被阻擋，甚至一張紙就能將它擋住，而且只能飛行幾公分。不過，它通過的路徑上會產生大量離子，乙醇蒸氣便以這些離子為凝結核心而凝結，於是我們就能直接看到所謂的「放射線足跡」。從側面用 LED 燈照射後，白色的線條會變得更加清楚。這也是孩子們忍不住發出「哇！」的驚喜瞬間。
作為礦物的閃鈾礦
這次使用的放射線源是閃鈾礦（uraninite）。它是一種含有大量鈾的礦物，主要成分為二氧化鈾（UO₂）。晶體結構屬於等軸晶系，莫氏硬度約為 5～6，比重高達 7.5～10，是一種非常沉重的礦物。此外，它也具有容易溶於硫酸、硝酸等酸的特性。
※處理放射線源時，務必特別注意安全。
實驗步驟
1. 製作底座：在乾冰上放置鋁板，再用毛巾或托盤固定，讓裝置保持穩定。
2. 塗布乙醇：將無水乙醇滴在海綿或毛氈上，然後放置在鋁板上。
3. 放置放射線源：將放射線源（閃鈾礦）固定在橡皮線末端，插入霧箱內後蓋上蓋子。
4. 在暗室中觀察：將房間弄暗，從側面用 LED 燈照射，觀察像飛機雲一樣的線狀痕跡。
這個實驗能讓我們以視覺的方式捕捉到原本「看不見的存在」——放射線，是一次非常珍貴的科學體驗。與其把「放射線＝可怕的東西」，只要具備正確的知識並在安全的環境下進行，它其實是一個能大大激發科學好奇心的絕佳題材。很推薦大家在課堂上試試看。
說明投影片範例）
如果再搭配放射線測量器，就會讓人更加感覺放射線其實離我們並不遙遠。
霧箱其實在學校也可以自己製作，不過我之前在筑波 EXPO CENTER 看到那裡的霧箱，效果非常驚人，所以特地拍了下來。天然放射線的痕跡看得非常清楚。
霧箱在其他科學館也很常見，不過科學館裡的霧箱通常尺寸更大，而且為了讓觀察效果更加清楚，做了許多巧妙的設計，真的非常精彩。看著看著，不知不覺就會一直盯著它看很久。
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