Physik 9 · Struktur der Materie
Reichweite und Abschirmung
Radioaktive Präparate senden α-, β- oder γ-Strahlung aus. Die drei Arten kommen verschieden weit: α-Strahlung bleibt schon in wenigen Zentimetern Luft oder in einem Blatt Papier stecken, β-Strahlung in einigen Millimetern Aluminium. γ-Strahlung wird nur nach und nach schwächer. Das Zählrohr zählt, wie viel ankommt.
So gehst du vor
- 1Miss zuerst die Nullrate: Wähle „ohne Präparat“ und zähle 60 s.
- 2Wähle ein Präparat und ziehe das Zählrohr auf einen Abstand r.
- 3Wähle einen Absorber und seine Dicke d, tippe „Zählen“ und warte, bis die Zahl stehen bleibt.
- 4Übernimm den Wert in Tabelle A (Dicke ändern) oder Tabelle B (Abstand ändern). In den Tabellen steht immer die Impulszahl je 60 s.
- 5Bestimme die Halbwertsdicke selbst aus dem Diagramm. Erst dann die Auswertung zeigen.
Impulse in 60 s
–
Zählrate
–,– s−1
Im Bild: α rot, β grün, γ lila. Die Punkte zeigen, wie weit die Strahlung kommt, nicht wie viel es ist. Gezählt wird richtig, die Impulse streuen zufällig. Stoffwerte und Präparate sind Näherungen für Schulgeräte.
Präparat
Am-241: α-Strahler
Absorber
Abstand r
3,0 cmTorzeit
A Abschirmung: Impulse und Dicke des Absorbers
Halbwertsdicke: die Dicke, nach der nur noch die Hälfte ankommt. Ziehe vorher die Nullrate ab (im Mittel 24 Impulse je 60 s). Nimm für die Messung ein Präparat und einen Stoff.
| Nr. | Dicke d in mm | Impulse Z je 60 s |
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B Abstandsgesetz: Impulse und Abstand
Im Diagramm: Impulse ohne Nullrate über 1r². Am besten nimmst du dafür Cs-137 ohne Absorber, denn Luft schwächt γ-Strahlung kaum.
| Nr. | Abstand r in cm | Impulse Z je 60 s |
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Aufträge
- Am-241: Zähle bei r = 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm und 6 cm, jeweils 10 s. Wie weit kommt α-Strahlung in Luft? Was bewirkt ein Blatt Papier (0,1 mm)?
- Sr-90, r = 5 cm: Erhöhe die Dicke von Aluminium in Schritten von 1 mm. Ab welcher Dicke bleibt nur die Nullrate?
- Cs-137, r = 5 cm, Torzeit 300 s: Bestimme mit Tabelle A die Halbwertsdicke von Blei. Wie viel Blei braucht man, um die Strahlung auf ein Tausendstel zu senken?
- Wiederhole die Messung mit Aluminium. Um welchen Faktor ist die Halbwertsdicke größer? Blei ist etwa viermal so dicht wie Aluminium. Reicht das als Erklärung?
- Cs-137 ohne Absorber: Miss bei 5 cm, 7 cm, 10 cm, 14 cm und 20 cm und werte in Tabelle B aus. Wie viel Strahlung kommt bei doppeltem Abstand noch an?
- Bestimme, was Präparat X aussendet. Überlege dir vorher einen Plan mit Papier, Aluminium und Blei. Löse erst danach auf.
- Strahlenschutz: Nenne die drei Regeln, mit denen man sich vor Strahlung schützt. Warum ist ein α-Strahler außerhalb des Körpers harmlos, verschluckt oder eingeatmet aber gefährlich?
Theorie: Kapitel „Radioaktivität“. Wie die Zählrate mit der Zeit abnimmt, zeigt die Seite Radioaktiver Zerfall.