Skykammer - radioaktivitet i kosmiske omgivelser

Kort beskrivelse:

Skykamre er kasser, der er specielt fremstillet til at at detektere ladede partikler og stråling. I denne aktivitet bruges et skykammer til at observere alfa- og beta-partikler, de ladede produkter fra det radioaktive henfald af thorium-232.

De studerende bør allerede være blevet introduceret med begrebet radioaktivt henfald og den forskellene mellem alfa- og betastråling.

Dette eksperiment vil hjælpe eleverne med at deres forståelse ved at give dem et fysisk demonstration af radioaktivt henfald.

Eleverne skal observere kondenseringssporene som de ladede partikler efterlader i deres kølvand i en skykammer, og de lærer at identificere partikler på grundlag af sporets egenskaber. Spor efter kosmiske stråler kan ses i skykammeret, hvilket kan være et udgangspunkt for en introduktion til kosmiske stråler og deres afbøjning. af Jordens magnetfelt.

Eleverne skal øve sig i at beregne og skrive radioaktive ligninger for radioaktivt henfald. Konsekvenser af stråling for ESA diskuteres, herunder de negative virkninger af virkninger af stråling på kredsløb og brugen af radioaktivt henfald som en energikilde.

Emneord: Naturvidenskab, kemi, fysik
Læringsmål:

  • Lær om fundamentale partikler og hvordan de vekselvirker, herunder vekselvirkningerne mellem ladede partikler og magnetiske felter
  • Definer atomnummer og massetal
  • Oplev stråling og radioaktivt henfald, og hvordan det kan bruges som energikilde til rumfartøjer
  • Undersøgelse af de negative virkninger af ioniserende stråling på elektronik
  • lære om kosmisk stråling, herunder om deres interaktioner med atmosfæren
  • Forbedre generelle eksperimentelle færdigheder, herunder anvendelse af udstyr på passende vis og fremstilling og registrering af observationer.
  • Formidle og diskutere resultater, stille relevante spørgsmål til udvide forståelsen og kendskabet til et emne.
  • anvende den opnåede viden gennem eksperimentelle observationer til at løse teoretiske problemer.


Aldersgruppe:
14 - 18 år gammel

Tid
Forberedelse: 5 minutter pr. skykammer
Lektion: 1 time

Ressource tilgængelig i:
 Engelsk, Fransk, og Italiensk.
Hent aktivitet - DK
Aktivitet 1: Opbygning af et skykammer

I dette praktiske eksperiment vil eleverne bygge deres eget skykammer, så de kan observere det radioaktive henfald af thorium-232, en radioaktiv thoriumisotop.

Alpha og beta-emission kan observeres i form af kondensationsspor (kondensstriber) i alkoholdampen inde i kammeret, hvilket giver os mulighed for bedre at forstå
Udstyr

Tilberedning på forhånd:
  • Mellemstort akvarium af plast
    • Filt med selvklæbende bagside (eller almindelig filt og lim, der passer til filt og plast)

Sådan udføres forsøget:
  • To thoriaterede wolframsvejsstænger (eller anden alfa/beta-kilde)
  • Ca. 2,5 kg tøris (fast CO2)
  • 20 ml isopropylalkohol, også kendt som isopropanol (eller ethanol, hvis dette ikke er tilgængeligt)
  • Et akvarium af plastik med forudfastgjort filt
  • To metalbakker (bageplader fungerer godt)
  • Et stykke sort karton eller lamineret sort papir (til at beklæde bakkerne, hvis de ikke er mørke)
  • En eller to intense lyskilder (f.eks. en LED-lysstrimmel, en lommelygte eller lys fra en diasprojektor)
  • Et ark papir til at vikle rundt om en stang
  • Plakatkitt eller genanvendeligt klæbemiddel
  • En pipette
  • Termiske beskyttelseshandsker
  • Sikkerhedsbriller (et par pr. person)
Aktivitet 2: Test din viden om radioaktivt henfald

I denne aktivitet skal eleverne diskutere de emner, der blev undersøgt i den eksperimentelle fase, og gennemføre aktiviteter for at teste deres viden.
Udstyr

  • Udskrevet arbejdsark til hver elev
  • Kuglepen/blyant

Vidste du det?

På Jorden er vi beskyttet mod ladet kosmisk stråling af et magnetfelt, magnetosfæren, som er skabt af bevægelsen af magnetiske elementer i Jordens kerne. Magnetfeltet strækker sig næsten dobbelt så langt som Månen, men jo længere væk fra Jorden, jo svagere er det, og derfor er der mindre beskyttelse mod ioniserende rumpartikler.

NASA/ESA/ASI Cassini Huygens-missionen til Saturn skulle klare denne kosmiske stråling, da den vovede sig langt ud over kanten af magnetosfæren. Da Cassini-Huygens nåede sit bestemmelsessted, blev den beskyttet af Saturns eget kraftfulde magnetfelt.

Cassini-Huygens ved Saturn

Nøgleord:

, , , ,