Gennemtrængning af radioaktiv stråling

Gennemtrængning af radioaktiv stråling

Udviklet afThomas Schønemann Eksperiment, Fysik/Kemi, Modellering, Naturfag, Radioaktiv, Simulering, Stråling, Udskoling, Undersøgelser

Hvordan klarer forskellig stråling sig gennem materialer som papir, plast og metal?

Vi skal undersøge alfa-, beta- og gammastrålings evne til at trænge gennem forskellige materialer.

Opstart: Opret et fælles Google Doc / Word-dokument i jeres gruppe. Kopier spørgsmålene fra undersøgelsen og konklusionen herunder over i dokumentet, så I er klar til at notere undervejs.

Hypoteser: Før I starter, skal I lave en hypotese i jeres gruppe. Svar på følgende spørgsmål i jeres noter.

  • Hvad består de tre strålingstyper af, og hvilken fart har de
  • Hvilken strålingstype er lettest at stoppe, og hvilken er sværest?

Udstyr:

  • Radioaktive kilder (alfa, beta, gamma)
  • Opstillingsbænk med holdere
  • Materialer (forslag):
    • Tinplader
    • Aluminiumplader
    • Blyplader
    • Papirstykker
  • Geigertæller
  • Digital adapter (Pasco, Sparkvue)
  • Computer

Sikkerhed:

  • Ingen mad eller drikke i laboratoriet.
  • Radioaktive kilder må kun holdes i plasthåndtaget.
  • Fjern beskyttelseshætten før alfamålinger.
  • Stop kilden før kanten til geigertællerens hul – berøring ødelægger glimmervinduet med det samme.

Opstilling:

  • Analog: Monter geigertælleren på bænken og tilslut pc via digital adapter.
  • Digital: Åbn Geiger Counter Simulator og lås “Distance from Source” på 5 cm under hele forsøget. Placer skiftevis kilderne i holderen og indsæt forskellige stopmaterialer (papir, aluminium, tin, glas, bog) mellem kilden og tælleren.
  • Placer skiftevis kilderne i holderen og indsæt forskellige stopmaterialer (papir, aluminium, tin, glas, bog) mellem kilden og tælleren.

Forberedelse: Hent skabelonen til Google Sheets eller Excel, og tast jeres målinger ind løbende under forsøget.

+ Google Sheets
+ Microsoft Excel

Resultater:

  • Brug funktionen “=MIDDEL()” til at udregne gennemsnittet for dine målinger.
  • Opret en formel, der automatisk trækker baggrundsstrålingen fra dine resultater (“=Gennemsnit – Baggrund” eller “=CPM – Baggrund”).

Præsentation: Lav et søjlediagram eller et kurvediagram i regnearket, der viser den korrigerede stråling (aktivitet) på y-aksen og materialets tykkelse/type på x-aksen.

Analyse: Hvad viser din graf om de tre strålingstyper? Stemmer dine data overens med din hypotese om, hvad der er lettest og sværest at stoppe?

Opsamling:

  • Hvis alfa- og betakilden dækkes helt ned af tykt materiale, kan man så stadig måle en reststråling (følgestråling)?
  • Hvad viser det om kildernes renhed?

  • 1-2 lektioner (45-90 minutter)
  • 9.-10. klasse

  • Forløbet flytter fokus fra analog aflæsning til digital databehandling.
  • Eleverne lærer at strukturere rå måledata i et regneark og anvende formler til at korrigere for baggrundsstråling.

FORBEREDELSE

  • Klargør enten det fysiske udstyr (opstillingsbænke, geigertællere, kilder og stopmaterialer) eller del linket til onlinesimulatoren.
  • Lad eleverne hente skabelon eller opret og del et fælles regneark i Google Sheets/Excel med kolonner til rådata og beregnet gennemsnit.

OPMÆRKSOM

  • Eleverne glemmer ofte at korrigere for baggrundsstrålingen i deres formler.
  • Rent mekanisk skal du sikre, at eleverne fjerner beskyttelseshætten korrekt, og at de aldrig berører geigertællerens glimmervindue med kilderne, da det ødelægger udstyret.

  • Det anbefales at der sættes god tid af til at arbejde med udstyret. Selve simulatoren kan gives ud som lektier evt. før lektionen som “flipped learning”. Ellers er det oplagt lade en gruppe undersøge de fysiske kilder mens de andre laver simuleringen og man så sammenligner til sidst.
  • Måleudstyr til dette forsøg kan koste kassen. Har haft bedst erfaringer med “GoDirect GM-sensor” fra Vernier, da det er simpelt plug-and-play med deres app til smartphone.