Chambre à nuages - la radioactivité dans un environnement cosmique

Brève description :

Les chambres à nuages sont des boîtes spécialement conçues pour détecter les particules chargées et les radiations. Dans cette activité, une chambre à nuages est utilisée pour observer des particules alpha et bêta, les produits chargés de la désintégration radioactive du thorium-232.

Les élèves doivent déjà avoir été initiés au concept de désintégration radioactive et aux différences différences entre les rayonnements alpha et bêta.

Cette expérience aidera les élèves à leur compréhension en fournissant une démonstration physique démonstration physique de la désintégration radioactive.

Les élèves observeront les traces de condensation que les particules chargées laissent dans leur sillage dans une chambre à nuages, et apprendront à identifier les particules en fonction des propriétés de ces traînées. Les traces laissées par les rayons cosmiques peuvent être observées dans la chambre à nuages, ce qui pourrait constituer un point de départ pour introduire les rayons cosmiques et leur déviation par le champ magnétique de la Terre.

Les élèves s'entraînent à calculer et à écrire des équations de radioactives. Les implications des radiations pour l'ASE, y compris les effets négatifs des négatifs des rayonnements sur les circuits, et l'utilisation de la de la désintégration radioactive comme source d'énergie.

Sujet : Sciences, Chimie, Physique
Objectifs d'apprentissage :

  • Découvrez les particules fondamentales et la façon dont elles interagissent, y compris les interactions entre les particules chargées et les champs magnétiques
  • Définir le numéro atomique et le numéro de masse
  • Découvrez le rayonnement et la désintégration radioactive, et comment ils peuvent être utilisés comme source d'énergie pour les vaisseaux spatiaux
  • Étudier les effets négatifs des rayonnements ionisants sur les éléments suivants l'électronique
  • apprendre à connaître les rayons cosmiques, y compris leurs interactions avec l'atmosphère
  • Améliorer les compétences expérimentales générales, notamment en utilisant l'utilisation appropriée de l'équipement, la réalisation et l'enregistrement des observations.
  • Communiquer et discuter des résultats, poser des questions pertinentes pour pour élargir la compréhension et la connaissance d'un sujet.
  • Appliquer les connaissances acquises par des observations expérimentales pour résoudre des problèmes théoriques.


Tranche d'âge :
14 - 18 ans

Temps
Préparation : 5 minutes par chambre à nuages
Leçon : 1 heure

Ressource disponible en :
 Anglais, Françaiset Italien.
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Activité 1 : Construction d'une chambre à nuages

Dans cette expérience pratique, les élèves construiront leur propre chambre à nuages, ce qui leur permettra d'observer la désintégration radioactive du thorium-232, un isotope radioactif du thorium.

Les émissions alpha et bêta peuvent être observées sous la forme de traînées de condensation (contrails) dans la vapeur d'alcool. à l'intérieur de la chambre, ce qui nous permet de mieux comprendre
Équipement

A préparer à l'avance :
  • Un aquarium en plastique de taille moyenne
    • Feutre à dos adhésif (ou feutre normal et colle appropriée pour le feutre et le plastique)

Pour réaliser l'expérience :
  • Deux baguettes de soudure en tungstène thoriées (ou autre source alpha/bêta)
  • Environ 2,5 kg de glace sèche (CO2 solide)
  • 20 ml d'alcool isopropylique, également appelé isopropanol (ou éthanol si celui-ci n'est pas disponible)
  • Un aquarium en plastique avec un feutre pré-attaché
  • Deux plateaux métalliques (des plaques de cuisson conviennent bien)
  • Un morceau de carton noir ou de papier noir laminé (pour tapisser les plateaux s'ils ne sont pas foncés)
  • Une ou deux sources de lumière intense (par exemple, une bande lumineuse LED, une torche ou une lampe de projecteur de diapositives).
  • Une feuille de papier à enrouler autour d'une tige
  • Mastic pour affiches ou adhésif réutilisable
  • Une pipette
  • Gants de protection thermique
  • Lunettes de sécurité (une paire par personne)
Activité 2 : Testez vos connaissances sur la désintégration radioactive

Dans cette activité, les élèves discutent des sujets explorés au cours de la phase expérimentale et réalisent des activités pour tester leurs connaissances.
Équipement

  • Fiche de travail de l'élève imprimée pour chaque élève
  • Stylo/crayon

Le saviez-vous ?

Sur Terre, nous sommes protégés des rayons cosmiques chargés par un champ magnétique, la magnétosphère, qui est générée par le mouvement des éléments magnétiques dans le noyau de la Terre. Le champ magnétique s'étend sur près de deux fois la distance de la Lune. Lune, mais plus on s'éloigne de la Terre, plus il est faible et moins on est protégé des particules spatiales ionisantes.

La mission Cassini Huygens de la NASA/ESA/ASI vers Saturne a dû faire face à ce rayonnement cosmique cosmiques alors qu'elle s'aventurait bien au-delà des limites de la magnétosphère. Une fois que Cassini-Huygens a atteint sa destination, il a été protégé par le puissant champ magnétique de Saturne. le puissant champ magnétique de Saturne.

Cassini-Huygens à Saturne

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