Camilla - Partikler med fart på

Camilla Christensen 9.ySkriftlig fremstilling – fysikPrivatskolen i Frederikshavn

Partikler med fart på:

Et atom er det mindste del af et stof, som det kan deles i. Atomet er opbygget af de 3 grundlæggende partikler: protoner, neutroner og elektroner. Kernepartiklerne protoner og neutroner findes i atomets kerne, mens elektronerne kredser rundt omkring atomkernen. Det er de positive og negative protoner og neutroner, som fastholder elektronerne i deres baner omkring atomkernen. Protoner har en positiv elektrisk ladning, og neutroner er elektrisk neutrale. Elektroner er negativ elektrisk ladede. Antallet af protoner bestemmer, hvilket grundstof vi har med at gøre. For eksempel, så har Helium (He) to protoner i sin kerne. Hvis den for eksempel havde 3 protoner var den stoffet Lithium (Li), da tallet ændre sig. Man kan se hvilke stoffer de bliver til i det periodiske system. En atomkerne kan rumme fra 1 og op til mere end 200 kernepartikler. Vi vejer atomerne i Unit som forkortes til u. 1 unit = 1 u = 1,7 ×10⁻24.

Elementarpartikel Masse i unit

Proton 1,007277 u

Neutron 1,008665 u

Elektron 0,000549 u

Vi måler dagligt baggrundsstrålingen i Danmark fra 12 forskellige stationer, fordelt over hele landet. Vi måler baggrundsstrålingen med Geigertælleren. Stråling måles i Sievert (µSv). Størstedelen af alt slags baggrundsstråling er af naturlig oprindelse, kun en meget lille del er menneskeskabt. Baggrundsstrålingen kommer fra jorden, rummet og os selv;

Jorden: Mængden af baggrundsstråling er forskellig fra hvor du befinder dig, selvom der dog altid vil være en smule radioaktivitet i undergrunden. I Danmark er der for eksempel mest stråling på Bornholm, da undergrunden er lavet af granit, som meget bekendt indeholder både Uran og Thorium, altså to radioaktive stoffer. Hvorimod i Vestjylland er der næsten ingen stråling, da deres undergrund er sand. Hvis man vil finde ud af om et stof er radioaktivt, så kan man blandt andet kigge i det periodiske system, og hvis der er en stjerne ved stoffet (*).

Rummet: Stråling fra rummet, også kaldet kosmisk stråling bliver større og større jo længere man kommer op i luften, fordi atmosfæren bliver tyndere. Helt deroppe måles strålingen i mikro-sievert = en milliontedel sievert.

Mennesket: Vi har i menneskekroppen to naturlige radioaktive nuklider: kulstof C614 , og kalium-40, K19

40 . Kulstof-14 bliver dannet i atmosfæren i meget små mængder, hvorefter de indgår i kulstoffets almindelige kredsløb, og bliver optaget i kroppen via maden. Sammenlagt af alle kalium kulstof i kroppen på et voksent menneske udgør mennesket ca. 20 % af baggrundsstrålingen.

1


Dog findes også stoffet Radon (nr. 86 i det periodiske system), der er en luftart, som dannes i undergrunden. Den bevæger sig op igennem jorden og ryger ud i vores atmosfære. Det kan trænge ind i huse, og hvis det gør, så kan det sætte sig i støv, og hvis mængden af Radon er stor nok, så kan den medføre lungekræft. Så hvis man gerne vil slippe for det, så skal man huske at lufte ud.

Der findes 3 slags strålinger, og de hedder: Alfa, beta og gamma stråler.

Alfa: Alfa (α – græsk a) har to protoner og to neutroner. Alfa-partikler er helium-kerner. Alfa stråler bevæger sig højst 10 cm, altså ikke så langt, da de er meget tunge og falder. Et stykke papir er nok til at stoppe Alfastrålerne (Tyndt aluminium).

Beta: Beta (β – græsk b) udsender små elektroner (e⁻) med fart på, så de kan nå langt. En bog kan stoppe betastrålingen (Tykke bly-plader ca. 2 cm tykt + tykt bly).

Gamma: Gamma er i familie med røntgen-stråler, og udsender energiske partikler, også kaldet fotoner. Gammastrålerne er næsten ustoppelige, dog er meget tykke bly-plader i stand til at stoppe dem.

Hvis man arbejder et sted, hvor der meget radioaktiv aktivitet, så skal man bære en dragt lavet af bly, da bly kan stoppe strålerne.

Alle radioaktive stoffer har en halveringstid, hvilket vil sige, at det er den tid der går, før halvdelen af stoffet er blevet omdannet til et nyt stof. Hvis vi for eksempel tager 100 gram Radiumisotop Ra88

226 , også halvere den til 50 gram, så vil de 50 gram være henfaldet i løbet af 1600 år, og hvis man lader endnu 1600 år forgå, så er der 25 % Ra88

226 tilbage af de 100 gram.

Kroppens påvirkning af stråler på bilag.

Atombomberne over Hiroshima og Nagasaki, de to eksplosioner i Ukraine, Prøvesprængningerne under vandet ved Tjernajabugten, osv. Har alt for mange gange resulteret i at store dele af lande ligger øde, da det er farligt at bevæge sig derhen pga. radioaktiv forurening, hvilket blandt andet kan medføre kræft og mange andre sygdomme. Der kommer ofte tre slags radioaktive nuklider: strontium-90, jod-131 og cæsium-137.

Strontium: Strontium-90 (Sr – nr. 38) er særdeles farlig, da den kemisk ligner stoffet calcium. Strontium går ind i knoglerne, og erstatter calciummet. Når Strontiummet sidder i knoglerne, kan Betastrålerne ramme knoglemarven, og da cellerne i knoglemarven er meget følsomme overfor ioniserende stråling, kan dette medføre kræft.

2


Jod: Jod-131(I – nr. 53) Jod har en halveringstid på 8 døgn, og spiller derfor kun en rolle i forbindelse med frisk radioaktivt nedfald. Det siges at skjoldbruskkirtlen er kroppens jod-bank, da jod kun kan optages der, og derfor er det også kun skjoldbruskkirtlen, som bliver bestrålet.

Cæsium: Cæsium-137 (Cs - nr. 55) ligner kemisk kalium, og kan findes i planter og dyrevæv. Den ioniserede stråling fra Cæsium går ind og rammer hele kroppen, da den erstatter stoffet kalium.Selvom vi tit hører om hvor farlig stråling er, så kan vi heller ikke leve uden den, da vi bruger teknisk set hver dag. På hospitaler bruger man gammastråler, til blandt andet røntgenbilleder og kræftbehandlinger. Ved industrien bliver blandt andet fødevarer bestrålet, da det slår de små mikroorganismer og bakterier ihjel, men også de kan holde i længere tid. Der bruger man et beta - eller gamma-kilde.

Jeg har valgt forsøg B, som indeholder forsøg nr. 4,2, nr. 4,7 og nr. 4,8:

I opgave 4,2 skal man bruge et GM-rør, som skal pege tilfældigt ud i lokalet. Det vi skal undersøge er baggrundsstrålingen i lokalet. Når alt dette er på plads, så tænder man røret, og måler baggrundsstrålingen i 10 sekunder. Derefter skriver man resultatet ned i sit skema, og gentager forsøget 5 gange. Her er mit resultat af forsøget:

Måling nr. 1 2 3 4 5 GennemsnitImpulser 3 3 0 2 4 2,4

Da man havde målt baggrundsstrålingen 5 gange, skulle man finde størsteværdien, som var 4, og mindsteværdien, som var 0. Svarene til de to sidste spørgsmål er, at impulserne er tilfældige, fordi de kommer fra forskellige steder.

Det næste forsøg er 4,7, og deri skal man undersøge beta- partiklers evne til at trænge igennem pap og papir. Til dette forsøg skal man bruge et GM-rør, en beta-kilde, nogle papirstykker, et hæfte, en bog, nogle aluminium – og blyplader, samt et stativ til pladerne og en plastfilm. Først skal man anbringe beta-kilden ca. 1 cm fra GM-røret. Derefter skal man prøve at sætte nogle af materialerne imellem GM-røret og beta-kilden, og se om beta-partiklerne kan komme igennem, hvilket kan ses, hvis antallet impulserne stiger. Vi skal i alt prøve at måle 5 gange i 10 sekunder notere resultaterne i et skema. Dette er mine resultater af forsøget:

Uden afskærmning Papir 1 lag Plastfilm 1 lag Aluminium 0,5 mm 1. Måling 21 33 24 272. Måling 36 21 29 363. Måling 36 21 26 284. Måling 28 17 24 315. Måling 23 23 20 19

Gennemsnit 29 23 25 28Gennemsnit minus baggrund

26 20 22 25

3


Ifølge disse resultater, så er der ingen af disse slags materialer, der kan stoppe strålerne, da kilden både udsender beta – og gamma-stråler, og da gamma-stråler kan trænge igennem 1 mm aluminium, så er papirer og alt andet lavet af træ ikke nok.

I forsøg 4,8, skal man ligesom i forsøg 4,7 finde ud af beta-partiklernes evne til at trænge igennem ting, bortset fra, at det denne gang skal være andre materialer. Her er mine resultater til dette forsøg:

Aluminium 0,5 mm

Aluminium 3 mm

Glas 2 mm Plastik 3 mm Bly 2 mm

1. Måling 540 9 45 231 22. Måling 474 4 64 255 23. Måling 492 5 58 181 54. Måling 556 6 57 207 45. Måling 539 8 66 153 2

Gennemsnit 520 6 58 205 3Gennemsnit minus baggrund

517 3 55 202 0

I det sidste spørgsmål, bliver der spurgt, hvad forsøget viser angående beta-partikler, og min konklusion er, at der skal mere end 2 mm bly til for at stoppe baggrundsstrålingen.

4


5


6

Documents

Camilla - Partikler med fart på