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 cm

Torzeit

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

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

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.