Oblačná komora - rádioaktivita v kozmickom prostredí

Stručný opis:

Oblačné komory sú boxy špeciálne vyrobené na na detekciu nabitých častíc a žiarenia. V tejto sa mračnová komora používa na pozorovanie alfa a beta častice, nabité produkty rádioaktívneho rozpadu tória 232.

Študenti by už mali byť oboznámení s konceptom rádioaktívneho rozpadu a rozdiely medzi alfa a beta žiarením.

Tento experiment pomôže študentom ich pochopenie tým, že im poskytne fyzikálny rádioaktívneho rozpadu.

Žiaci budú pozorovať kondenzačné stopy ktoré nabité častice zanechávajú za sebou v a naučia sa identifikovať častice na základe vlastností stôp. V mračnej komore možno pozorovať stopy vytvorené kozmickým žiarením, čo by mohlo byť východiskom pre predstavenie kozmického žiarenia a jeho vychýlenia magnetickým poľom Zeme.

Žiaci si precvičia výpočet a zápis rádioaktívnych rovnice rozpadu. Dôsledky žiarenia pre ESA, vrátane negatívnych žiarenia na obvody a použitie rádioaktívneho rozpadu ako zdroja energie.

Predmet: Veda, chémia, fyzika
Ciele vzdelávania:

  • Zoznámte sa so základnými časticami a ich vzájomným pôsobením vrátane interakcií medzi nabitými časticami a magnetickými poľami
  • Definujte atómové číslo a hmotnostné číslo
  • Objavte žiarenie a rádioaktívny rozpad a ako ho možno využiť ako zdroj energie pre vesmírne lode
  • Preskúmajte negatívne účinky ionizujúceho žiarenia na elektroniku
  • sa dozvedieť o kozmickom žiarení vrátane jeho interakcií s atmosférou
  • Zlepšiť všeobecné experimentálne zručnosti vrátane používania vhodného používania zariadení a vytvárania a zaznamenávanie pozorovaní.
  • Komunikovať a diskutovať o výsledkoch, klásť relevantné otázky rozšíriť porozumenie a znalosti o predmetu.
  • Uplatniť získané vedomosti na základe experimentálnych pozorovaní riešiť teoretických problémov.


Veková kategória:
14 - 18 rokov

Čas
Príprava: 5 minút na jednu mrakovú komoru
Lekcia: 1 hodina

Zdroje sú k dispozícii v:
 Angličtina, Francúzskya Taliansky.
Aktivita na stiahnutie - EN
Aktivita 1: Stavba mrakovej komory

V tomto praktickom experimente si študenti postavia vlastnú mračnú komoru, ktorá im umožní pozorovať rádioaktívny rozpad tória-232, rádioaktívneho izotopu tória.

Alfa a beta emisie možno pozorovať vo forme kondenzačných stôp (contrails) v alkoholových parách vo vnútri komory, čo nám umožňuje lepšie rozoznať
Zariadenie

Príprava vopred:
  • Stredne veľké plastové akvárium
    • Plsť s lepidlom (alebo bežná plsť a lepidlo vhodné na plsť a plast)

Vykonanie experimentu:
  • Dve zváracie tyče s tóriovaným volfrámom (alebo iný zdroj alfa/beta)
  • Približne 2,5 kg suchého ľadu (tuhý CO2)
  • 20 ml izopropylalkoholu, známeho aj ako izopropanol (alebo etanol, ak nie je k dispozícii)
  • Plastové akvárium s vopred pripevnenou plsťou
  • Dva kovové plechy (dobre sa hodia plechy na pečenie)
  • Jeden kus čierneho kartónu alebo laminovaného čierneho papiera (na vyloženie zásobníkov, ak nie sú tmavé)
  • Jeden alebo dva intenzívne zdroje svetla (napr. svetelný pás LED, baterka alebo svetlo diaprojektora)
  • List papiera na obtočenie okolo jednej tyče
  • Plagátový tmel alebo lepidlo na opakované použitie
  • Pipeta
  • Tepelné ochranné rukavice
  • Ochranné okuliare (jeden pár na osobu)
Aktivita 2: Otestujte si svoje vedomosti o rádioaktívneho rozpadu

V rámci tejto aktivity budú študenti diskutovať o témach, ktoré sa skúmali v experimentálnej fáze, a plniť aktivity na overenie svojich vedomostí.
Zariadenie

  • Pracovný list pre žiaka vytlačený pre každého žiaka
  • Pero/ceruzka

Vedeli ste to?

Na Zemi sme chránení pred nabitým kozmickým žiarením magnetickým poľom, magnetosférou, ktorú vytvára pohybom magnetických prvkov v zemskom jadre. Magnetické pole sa rozprestiera na takmer dvojnásobnej vzdialenosti Mesiaca, ale čím ďalej od Zeme, tým je slabšie, a preto je ochrana pred ionizujúcimi vesmírnymi časticami menšia.

Misia NASA/ESA/ASI Cassini Huygens k Saturnu sa musela vyrovnať s touto kozmickou žiarením, keď sa vydala ďaleko za hranicu magnetosféry. Keď Cassini-Huygens dosiahla svoj cieľ, bola chránená silným magnetickým poľom Saturnu.

Cassini-Huygens pri Saturne

Kľúčové slová:

, , , ,