Absorption i vand og brød
Du skal her undersøge absorption af gammastråling i vand og betastråling i brød.
Indledning:
b-og g-stråling er ioniserende stråling. Ioniserende stråling er defineret som stråling der kan ionisere vand. Man har valgt denne definition fordi mennesket hovedsagenlig består af vand (70%). Absorption af forskellige former for ioniserende stråling udnyttes i radiologien, f.eks. på sygehuse. Læger og sygeplejersker beskytter sig med blyforklæder. Absorption af stråling bruges også til tykkelsesmåling i industrien, f.eks. når søndagsavisen skal tjekkes for alle sektioner. Og metoden bruges til densitetsmåling af væsker, som strømmer inden i rør. Beta- og gammastråling kaldes også radioaktiv stråling. Det kan misforstås. Strålingen er ikke radioaktiv, men kommer fra radioaktive (strålingsaktive) kerner. Strålingen kan anrette skader i det stof den passerer. Men en partikel, der ikke har afgivet energi på sin vej gennem stoffet, har ikke ødelagt noget.
Opstilling:
Forsøgsgang: (vand)
Et stort GM-rør placeres over et 100 mL måleglas. baggrundsstrålingen bestemmes for mindst 300 sekunders tælletid. Mål et par gange.
En gammakilde placeres dernæst under glasset. Der tælles først uden vand.
Dernæst tælles med forskellige vandhøjder.
Lad et andet hold måle gennem bly. Og måske gennem papir (telefonbøger!).
Kommentarer: Udnyt ventetiden til at lave graf undervejs. Den lange tælletid er nødvendig på grund af afstanden mellem kilde og GM-rør. Glasset er der blot for at holde på vandet. Der absorberes selvfølgelig også stråling i glasset, men det svarer blot til at man har en lidt svagere kilde efter glasset.
Databehandling:
Baggrundsstrålingen fratrækkes tælletallene (hvorfor?). Tegn graf på passende teknisk papir og bestem halveringstykkelse. Kommentar: Punkterne på grafen vil ligge temmelig spredt. Det skyldes IKKE usikkerhed. Det skyldes derimod, at henfald af den enkelte kerne sker på et tilfældigt tidspunkt, som dog er givet med en vis sandsynlighed. For en større mængde kerner vil antal henfald i et givet tidsrum derfor fluktuere omkring et gennemsnit, ligesom antallet af seksere ved 600 kast vil fluktuere omkring 100. Den forventede fluktuation er kvadratroden af tælletallet (Poissonfordeling).
Konklusion:
Hvad viser grafen om intensiteten som funktion af materialetykkelsen? Hvorfor bruges bly som beskyttelse? Forklar hvordan gammastråling kan bruges til tykkelsesmåling af stoffer, hvor halveringstykkelsen er kendt. Hvor megen stråling er der f.eks. tilbage efter passage af 3 halveringstykkelser?
Evaluering:
Giv forslag til andre materialer, der kan måles på og beskriv en opstilling.
Forsøgsgang: (brød)
Mål baggrundsstråling (uden kilde) et par gange.
Et rugbrød skæres i skiver, og der måles passeret betastråling ved forskellige brødtykkelser (flere og flere skiver). Husk også at måle uden brød (med kilde).
Sammenlign eventuelt med franskbrød.
Databehandling:
Baggrundsstrålingen fratrækkes tælletallene (hvorfor?). Tegn graf på passende teknisk papir.
Kommentar: Tør du spise brødet bagefter? Begrund dit svar.
Konklusion:
Giver halveringstykkelse mening? Begrund dit svar. Overvej betydningen af luft i brødet. Hvad viser grafen om intensiteten som funktion af materialetykkelsen?
Evaluering:
Diskuter, hvorfor der ikke bruges gammastråling til at måle på franskbrød. Giv forslag til andre materialer, der kan måles på og beskriv en opstilling.