Molnkammaren - radioaktivitet i en kosmisk miljö

Kortfattad beskrivning:

Molnkammare är lådor som är speciellt gjorda för att upptäcka laddade partiklar och strålning. I denna aktivitet används en molnkammare för att observera alfa- och betapartiklar, de laddade produkterna från det radioaktiva sönderfallet av torium-232.

Eleverna bör redan ha fått en introduktion med begreppet radioaktivt sönderfall och med den skillnaderna mellan alfa- och betastrålning.

Detta experiment kommer att hjälpa eleverna att deras förståelse genom att ge dem ett fysiskt demonstration av radioaktivt sönderfall.

Eleverna ska observera kondensationsspåren som laddade partiklar lämnar efter sig i en och lära sig att identifiera partiklar. utifrån spårens egenskaper. Spår som orsakas av kosmiska strålar kan ses i molnkammaren, vilket kan vara en utgångspunkt för att introducera kosmiska strålar och deras avledning. av jordens magnetfält.

Eleverna ska öva på att beräkna och skriva radioaktiva ekvationer för radioaktivt sönderfall. Konsekvenser av strålning för ESA diskuteras, inklusive de negativa konsekvenserna av negativa effekter av strålning på kretsar och användningen av radioaktivt sönderfall som energikälla.

Ämne: Naturvetenskap, kemi, fysik
Lärandemål:

  • Lär dig mer om grundläggande partiklar och hur de interagerar, inklusive växelverkan mellan laddade partiklar och magnetfält
  • Definiera atomnummer och masstal
  • Upptäck strålning och radioaktivt sönderfall, och hur den kan användas som en kraftkälla för att rymdfarkoster
  • Undersöka de negativa effekterna av joniserande strålning på elektronik
  • lära sig om kosmisk strålning, inklusive deras interaktioner med atmosfären
  • Förbättra allmänna experimentella färdigheter, inklusive användning av utrustning på rätt sätt och att göra och registrera observationer.
  • Kommunicera och diskutera resultaten, ställa relevanta frågor till öka förståelsen och kunskapen om en ämne.
  • Tillämpa den kunskap som förvärvats genom experimentella observationer för att lösa teoretiska problem.


Åldersintervall:
14 - 18 år

Tid
Förberedelse: 5 minuter per molnkammare
Lektion: 1 timme

Resurs tillgänglig i:
 Engelska, Franska, och Italienska.
Ladda ner aktivitet - SV
Aktivitet 1: Att bygga en molnkammare

I det här praktiska experimentet kommer eleverna att bygga sin egen molnkammare så att de kan observera det radioaktiva sönderfallet av torium-232, en radioaktiv toriumisotop.

Alpha och betaemission kan observeras i form av kondensstrimmor (kondensstrimmor) i alkoholånga. i kammaren, vilket gör det möjligt att bättre förstå
Utrustning

För att förbereda i förväg:
  • Medelstort akvarium av plast
    • Filt med klister (eller vanlig filt och lim som lämpar sig för filt och plast).

För att utföra experimentet:
  • Två thoriatvolframsvetsstavar (eller annan alfa/betakälla).
  • Cirka 2,5 kg torris (fast CO2)
  • 20 ml isopropylalkohol, även kallad isopropanol (eller etanol om detta inte finns tillgängligt).
  • Ett akvarium i plast med förmonterad filt
  • Två metallplattor (bakplattor fungerar bra).
  • En bit svart kartong eller laminerat svart papper (för att klä lådorna om de inte är mörka).
  • En eller två intensiva ljuskällor (t.ex. en LED-ljusremsa, en ficklampa eller ljus från en diaprojektor).
  • Ett pappersark för att linda runt en stång.
  • Affischkitt eller återanvändbart klister
  • En pipett
  • Termiska skyddshandskar
  • Skyddsglasögon (ett par per person)
Aktivitet 2: Testa dina kunskaper om radioaktivt sönderfall

I den här aktiviteten kommer eleverna att diskutera de ämnen som undersökts i det experimentella skedet och genomföra aktiviteter för att testa sina kunskaper.
Utrustning

  • Arbetsblad för varje elev skrivs ut för varje elev.
  • Penna/blyertspenna

Visste du det?

På jorden skyddas vi från laddad kosmisk strålning av ett magnetfält, magnetosfären, som genereras av rörelsen av magnetiska element i jordens kärna. Magnetfältet sträcker sig nästan dubbelt så långt som Ju längre bort från jorden, desto svagare är det och desto sämre är skyddet mot joniserande rymdpartiklar.

NASA/ESA/ASI Cassini Huygens-uppdraget till Saturnus måste hantera denna kosmiska strålning när det vågade sig långt bortom magnetosfärens kant. När Cassini-Huygens nådde sin destination skyddades den av Saturnus eget kraftfulla magnetfält.

Cassini-Huygens vid Saturnus

Nyckelord:

, , , ,