Skykammer – radioaktivitet i kosmiske omgivelser

Kort beskrivelse:

Skykamre er bokser spesiallaget til oppdage ladede partikler og stråling. I dette aktivitet, brukes et skykammer til å observere alfa- og beta-partikler, de ladede produktene av det radioaktive forfallet av thorium-232.

Elevene burde allerede vært introdusert til begrepet radioaktivt forfall og forskjeller mellom alfa- og betastråling.

Dette eksperimentet vil hjelpe elevene med deres forståelse ved å gi en fysisk demonstrasjon av radioaktivt forfall.

Elevene vil observere kondensløypene at ladede partikler forlater i kjølvannet i en skykammer, og lære å identifisere partikler basert på løypeegenskapene. Spor laget av kosmiske stråler kan sees i skykammeret, noe som kan gi et utgangspunkt for å introdusere kosmiske stråler og deres avbøyning av jordas magnetfelt.

Elevene skal trene på å regne og skrive radioaktivt forfallsligninger. Implikasjoner av stråling for ESA diskuteres, inkludert de negative effekter av stråling på kretsløp, og bruk av radioaktivt forfall som kraftkilde.

Emne: Vitenskap, kjemi, fysikk
Læringsmål:

  • Lær om grunnleggende partikler og hvordan de samhandler, inkludert interaksjonene mellom ladede partikler og magnetiske felt
  • Definer atomnummer og massenummer
  • Oppdag stråling og radioaktivt forfall, og hvordan det kan brukes som strømkilde for romfartøy
  • Undersøk de negative effektene av ioniserende stråling på elektronikk
  • lære om kosmiske stråler inkludert deres interaksjoner med atmosfæren
  • Forbedre generelle eksperimentelle ferdigheter, inkludert bruk av utstyr på riktig måte og å gjøre og registrere observasjoner.
  • Kommuniser og diskuter resultater, still relevante spørsmål for å utvide forståelsen og kunnskapen om et emne.
  • Anvende kunnskap oppnådd gjennom eksperimentelle observasjoner for å løse teoretiske problemer.


Aldersgruppe:
14 – 18 år

Tid
Tilberedning: 5 minutter per skykammer
Leksjon: 1 time

Ressurs tilgjengelig i:
 Engelsk, Franskog Italiensk.
Nedlastingsaktivitet - NO
Aktivitet 1: Bygge et skykammer

I dette praktiske eksperimentet skal elevene bygge sitt eget skykammer, slik at de kan observere det radioaktive forfallet av thorium-232, en radioaktiv thoriumisotop.

Alfa- og betautslipp kan observeres i form av kondenseringsspor (kontrailer) i alkoholdampen inne i kammeret, noe som gjør at vi bedre kan undersøke
Utstyr

For å forberede deg på forhånd:
  • Middels stor fisketank i plast
    • Selvklebende filt (eller vanlig filt og lim som passer for filt og plast)

Slik utfører du eksperimentet:
  • To torierte wolfram-sveisestenger (eller annen alfa/beta-kilde)
  • Ca 2,5 kg tørris (fast CO2)
  • 20 ml isopropylalkohol, også kjent som isopropanol (eller etanol hvis dette ikke er tilgjengelig)
  • Et fiskekar av plast med forhåndsfestet filt
  • To metallbrett (stekebrett fungerer bra)
  • Ett stykke svart kartong eller laminert svart papir (til brett hvis de ikke er mørke)
  • En eller to intense lyskilder (f.eks. en LED-lysstripe, lommelykt eller lysbildeprojektorlys)
  • Et ark til å vikle rundt den ene stangen
  • Plakatkitt eller gjenbrukbart lim
  • En pipette
  • Termiske beskyttelseshansker
  • Vernebriller (ett par per person)
Aktivitet 2: Test dine kunnskaper om radioaktivt forfall

I denne aktiviteten vil studentene diskutere temaene som ble utforsket i det eksperimentelle stadiet, og fullføre aktiviteter for å teste kunnskapen deres.
Utstyr

  • Elevarbeidsark skrevet ut for hver elev
  • Penn/blyant

Visste du?

På jorden er vi beskyttet mot ladede kosmiske stråler av et magnetfelt, magnetosfæren, som genereres av bevegelsen til magnetiske elementer i jordens kjerne. Magnetfeltet strekker seg nesten to ganger avstanden til Månen, men jo lenger fra jorden, jo svakere er den, og dermed er det mindre beskyttelse mot ioniserende rompartikler.

NASA/ESA/ASI Cassini Huygens-oppdraget til Saturn måtte takle denne kosmiske strålingen da den våget seg langt utover kanten av magnetosfæren. Når Cassini-Huygens nådde målet, ble det beskyttet av Saturns eget kraftige magnetfelt.

Cassini-Huygens ved Saturn

Keywords:

, , , ,