Nebelkammer - Radioaktivität in einer kosmischen Umgebung

Kurzbeschreibung:

Nebelkammern sind speziell angefertigte Behälter zum geladene Teilchen und Strahlung aufzuspüren. Bei dieser Aktivität wird eine Nebelkammer verwendet, um Alpha- und Betateilchen, die geladenen Produkte des radioaktiven Zerfalls von Thorium-232.

Die Schüler sollten bereits in das Konzept des mit dem Konzept des radioaktiven Zerfalls und den Unterschiede zwischen Alpha- und Betastrahlung kennen.

Dieses Experiment wird den Schülern helfen Verständnis, indem es eine physikalische Demonstration des radioaktiven Zerfalls.

Die Schüler beobachten die Kondensationsspuren die geladene Teilchen in ihrer Spur in einer Nebelkammer hinterlassen, und lernen, die Teilchen anhand der Eigenschaften der Spuren zu identifizieren. Die Spuren der kosmischen Strahlung sind in der Nebelkammer zu sehen, was einen Ausgangspunkt für die Einführung in die kosmische Strahlung und ihre Ablenkung durch das Magnetfeld der Erde.

Die Schüler üben das Berechnen und Schreiben von radioaktiven Zerfallsgleichungen. Die Auswirkungen von Strahlung für die ESA werden diskutiert, einschließlich der negativen Auswirkungen von Strahlung auf Schaltkreise und die Nutzung von radioaktiven Zerfalls als Energiequelle.

Thema: Wissenschaft, Chemie, Physik
Lernziele:

  • Lernen Sie die grundlegenden Teilchen und ihre Wechselwirkungen kennen, einschließlich der Wechselwirkungen zwischen geladenen Teilchen und magnetischen Feldern
  • Definition von Ordnungszahl und Massenzahl
  • Entdecken Sie Strahlung und radioaktiven Zerfall und wie sie als Energiequelle für Raumfahrzeuge
  • Untersuchen Sie die negativen Auswirkungen ionisierender Strahlung auf Elektronik
  • mehr über kosmische Strahlung und ihre Wechselwirkungen mit der der Atmosphäre
  • Verbesserung der allgemeinen experimentellen Fähigkeiten, einschließlich Ausrüstung sowie die Durchführung und Aufzeichnung von Beobachtungen.
  • Ergebnisse kommunizieren und diskutieren, relevante Fragen stellen, um Verständnis und Wissen über ein Thema zu erweitern Thema zu erweitern.
  • Anwenden von Wissen, das durch durch experimentelle Beobachtungen gewonnene Kenntnisse zur Lösung theoretische Probleme zu lösen.


Altersspanne:
14 - 18 Jahre alt

Zeit
Vorbereitung: 5 Minuten pro Nebelkammer
Lektion: 1 Stunde

Ressource verfügbar in:
 Englisch, Französischund Italienisch.
Aktivität herunterladen - DE
Aktion 1: Bau einer Nebelkammer

In diesem praktischen Experiment bauen die Schüler ihre eigene Nebelkammer, in der sie den radioaktiven Zerfall von Thorium-232, einem radioaktiven Thoriumisotop, beobachten können.

Alpha- und Beta-Emissionen können in Form von Kondensstreifen (Kondensstreifen) im Alkoholdampf beobachtet werden in der Kammer beobachtet werden, was uns erlaubt, die
Ausrüstung

Für die Vorbereitung im Voraus:
  • Mittelgroßes Kunststoff-Fischbecken
    • Filz mit Kleberücken (oder normaler Filz und geeigneter Kleber für Filz und Kunststoff)

Zur Durchführung des Experiments:
  • Zwei thorierte Wolfram-Schweißdrähte (oder eine andere Alpha/Beta-Quelle)
  • Etwa 2,5 kg Trockeneis (festes CO2)
  • 20 ml Isopropylalkohol, auch bekannt als Isopropanol (oder Ethanol, falls dieser nicht verfügbar ist)
  • Ein Kunststoff-Fischbecken mit vormontiertem Filz
  • Zwei Metallbleche (Backbleche eignen sich gut)
  • Ein Stück schwarzer Karton oder laminiertes schwarzes Papier (zum Auslegen von Fächern, wenn diese nicht dunkel sind)
  • Eine oder zwei intensive Lichtquellen (z. B. eine LED-Lichtleiste, eine Taschenlampe oder das Licht eines Diaprojektors)
  • Ein Blatt Papier, das um eine Stange gewickelt wird
  • Plakatkitt oder wiederverwendbarer Klebstoff
  • Eine Pipette
  • Thermische Schutzhandschuhe
  • Schutzbrille (ein Paar pro Person)
Aktion 2: Testen Sie Ihr Wissen über radioaktiven Zerfall

In dieser Aktivität diskutieren die Schülerinnen und Schüler über die in der experimentellen Phase untersuchten Themen und führen Aktivitäten durch, um ihr Wissen zu testen.
Ausrüstung

  • Schülerarbeitsblatt für jeden Schüler ausgedruckt
  • Kugelschreiber/Bleistift

Wussten Sie das?

Auf der Erde werden wir vor geladener kosmischer Strahlung durch ein Magnetfeld, die Magnetosphäre, geschützt, das durch Bewegung der magnetischen Elemente im Erdkern erzeugt wird. Das Magnetfeld reicht fast doppelt so weit wie der Mond. Mondes, aber je weiter es von der Erde entfernt ist, desto schwächer ist es und desto weniger Schutz bietet es vor ionisierenden Weltraumteilchen.

Die NASA/ESA/ASI-Mission Cassini Huygens zum Saturn musste mit dieser kosmischen Strahlung zurechtkommen Strahlung fertig werden, als sie sich weit über den Rand der Magnetosphäre hinaus bewegte. Als Cassini-Huygens sein Ziel erreicht hatte, war es durch das starke Saturns eigenes starkes Magnetfeld geschützt.

Cassini-Huygens am Saturn

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