Die Radioaktivität < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:59 Mi 23.03.2005 | | Autor: | Mona |
Hallo,
als Hausaufgabe haben wir ein paar Aufgaben auf und ich würde gerne dazu etwas wissen:
1) Ein Radiumstrahler sendet [mm] \alpha [/mm] -, [mm] \beta [/mm] - und [mm] \gamma [/mm] - Strahlung aus. Hält man ihn vor eine 5 mm dicke Aluminiumplatte, wird ein Teil der Strahlung abgeschirmt. Welche Strahlung durchdringt die Platte?
-> Ich denke die [mm] \gamma [/mm] - Strahlung, weil sie am stärksten ist.
Ist das richtig?
-------------
2) [mm] \alpha [/mm] - und [mm] \beta [/mm] - Teilchen sind elektrisch geladen und werden deshalb in einem starken Magnetfeld abgelenkt. Im Versuch wurden "ohne" Magnet 440 Impulse pro Minute gemessen und "mit" Magnet 375. Erkläre!
a) Welche Strahlung gelangten ohne (mit) Magnet ins Zählrohr?
-> Ich glaube, dass die [mm] \gamma [/mm] - Strahlung ohne Magnet durchkommt und die [mm] \beta [/mm] - und die [mm] \alpha [/mm] - Strahlung schon einen Magneten brauchen würden.
Ist das richtig so?
b) Wie ließe es sich zeigen, dass der Magnet keine Strahlung "aufsaugt"?
Wie kann man das zeigen?
----------------
3) Welche Organe sind von radioaktiver Strahlung stark betroffen?
-> Ich glaube Lunge, Leber...
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Wäre nett, wenn mir jemand meine Fehler korrigieren und mir bei den nicht verstandenen Aufgaben helfen könnte 
mfg Mona :-D
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 00:24 Do 24.03.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
> 1) Ein Radiumstrahler sendet [mm]\alpha[/mm] -, [mm]\beta[/mm] - und [mm]\gamma[/mm] -
> Strahlung aus. Hält man ihn vor eine 5 mm dicke
> Aluminiumplatte, wird ein Teil der Strahlung abgeschirmt.
> Welche Strahlung durchdringt die Platte?
>
> -> Ich denke die [mm]\gamma[/mm] - Strahlung, weil sie am stärksten
> ist.
>
> Ist das richtig?
1. ja. Aber "am staerksten" ist so falsch! [mm] \gamma [/mm] - Strahlung ist wie Licht und wird in Material nur geschwaecht, d.h. je dicker das Material, umso weniger kommt durch, [mm] \alpha, \beta [/mm] sind [mm] Teilchen,\alpha gross,(Heliumkerne)\beta [/mm] klein (Elektronen). Teilchen werden in Materie leicht absobiert. [mm] \alpha [/mm] noch staerker als [mm] \beta.
[/mm]
> -------------
>
> 2) [mm]\alpha[/mm] - und [mm]\beta[/mm] - Teilchen sind elektrisch geladen
> und werden deshalb in einem starken Magnetfeld abgelenkt.
> Im Versuch wurden "ohne" Magnet 440 Impulse pro Minute
> gemessen und "mit" Magnet 375. Erkläre!
>
> a) Welche Strahlung gelangten ohne (mit) Magnet ins
> Zählrohr?
>
> -> Ich glaube, dass die [mm]\gamma[/mm] - Strahlung ohne Magnet
> durchkommt und die [mm]\beta[/mm] - und die [mm]\alpha[/mm] - Strahlung schon
> einen Magneten brauchen würden.
>
> Ist das richtig so?
falsch! alle Teilchen fliegen geradeaus und kommen deshalb in den Zaehler,wenn kein Magnetfeld da ist. Wenn quer zur Strahlrichtung ein Magnetfeld ist, werden die geladenen ? Teilchen auf eine Kreisbahn, bzw. ein Stueck Kreisbogen abgelenkt, und kommen deshalb nicht im Zaehlrohr an.
Deshalb misst man ohne Magnet alle Strahlung, mit Magnet quer nur [mm] \gamma [/mm] und sehr schnelle [mm] \beta [/mm] und [mm] \alpha
[/mm]
> b) Wie ließe es sich zeigen, dass der Magnet keine
> Strahlung "aufsaugt"?
>
> Wie kann man das zeigen?
Indem man das Zaehlrohr etwas seitlich verschiebt, und dann die abgelenkten Teilchen misst, oder indem man das Magnetfeld laengs statt quer anlegt, dann verschwinden keine Teilchen mehr.
> ----------------
>
> 3) Welche Organe sind von radioaktiver Strahlung stark
> betroffen?
>
> -> Ich glaube Lunge, Leber...
nicht falsch, aber [mm] \alpha [/mm] Teilchen kommen von aussen nicht so weit, deshalb vorallem die Haut. [mm] \\beta [/mm] kommen auch nicht sehr weit, deshalb Haut und Blut. [mm] \gamma [/mm] schaedigen alles, am schlimmsten sind aber Ei- und Spermazellen.
Ausserdem kommt es drauf an, ob das radioaktive Material im Koerper ist (eingeatmet,dann wird die Lunge besonders betroffen) oder gegessen dann alle Organe, wo es nahe vorbeikommt. Eine eindeutige Loesung gibt es hier nicht!
Gruss leduart
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(Antwort) fertig | | Datum: | 00:27 Do 24.03.2005 | | Autor: | Zai-Ba |
Der beknackte Foren-Blockwart-Bot hat mich 5 Minuten bevor die den Artikel posten konnte rausgeworfen! Also hier gleich noch ne zweite Antwort...
Zu aller erst etwas Grundlegendes: [mm] \alpha [/mm] und [mm] \beta [/mm] Strahlung besteht aus Teilchen mit Masse, wären also korrekter als Teilchenstrom bezeichnet, [mm] \gamma [/mm] -Strahlung ist Strahlung, wie Radiowellen, Licht, Röntgenstrahlen, etc *
[mm] \alpha [/mm] = Helion = 2Neutronen + 2Protonen (Ladung: +2e; Ruhemasse: 4u)
[mm] \beta [/mm] = Elektron (Ladung: -1e; Ruhemasse: 0,0005u)
[mm] (1u=1,66*10^{-27}kg)
[/mm]
[mm] \gamma [/mm] -Strahlen sind hoch energetische elektromagnetische Strahlen (Ladung: 0; Ruhemasse: 0)
Nun zu den Aufgaben:
1) Die Aluminiumplatte besteht aus Atomen. Diese sind innen positiv und außen negativ geladen. Von Fernem betrachtet sind sie neutral, aber je näher ein Teilchen an das Atom kommt, umso mehr merkt es die negative Elektronenhülle. Ob gleiche oder entgegengesetzte Ladung, die Strahlteilchen werden in ihrer Geschwindigkeit und Richtung beeinflusst und kommen nicht mehr gerade durch die Platte durch.
[mm] \gamma [/mm] -Strahlung hat eine Wellenlänge, die deutlich unter dem mittleren Atomabstand des Aluminiums liegt und kann somit fast ungehindert durch die Platte hindurch.
Es kommt dabei nicht auf die Energie der Teilchen an, Elektronen und Helionen speichern riesige Energiemengen, wenn sie mit fast Lichtgeschwindigkeit fliegen. Es kommt drauf an, wie stark die Strahlung mit der Materie in Wechselwirkung tritt.
2a) Ich muss dich leider enttäuschen, die Antwort hätte kaum falscher sein können (nicht persönlich nehmen) Überleg mal: ohne Magnet treffen mehr Teilchen, als mit Magnet. Das heißt, dass der Magnet irgendwie verhindert, dass irgendwelche Teilchen auf das Zählrohr treffen.
Jetzt überlege wieder für jede einzelne Strahlungsart, welchen Effekt ein Magnetfeld haben könnte.
[Einschub E-Lehre]:
Lorentzkraft:
Eine Ladung, die sich durch ein Magnetfeld bewegt, erfährt eine Kraft senkrecht zu Bewegungsrichtung und Magnetfeld.
[mm] \vec{F}=\vec{v}\times \vec{B}
[/mm]
[/Einschub]
[mm] \alpha [/mm] -Strahlung (Ladung +2e; masse groß) erfährt eine Kraft quer zur Bewegungsrichtung, wird also abgelenkt.
[mm] \beta [/mm] -Strahlung: (Ladung -1e; masse klein) erfährt ebenfalls eine Kraft quer zur Bewegungsrichtung, wird wegen der geringeren Masse aber deutlich stärker abgelenkt.
[mm] \gamma [/mm] -Strahlung (Ladung: 0) erfährt keinerlei Kraft durch das Magnetfeld und geht gerade durch.
Lösung wäre also: [mm] \gamma [/mm] -Strahlung kommt immer durch. [mm] \beta [/mm] -Strahlung wird zumindest teilweise abgeschirmt. Da aber nicht gesagt wird, in welchem Verhältnis die drei Strahlungsarten in dem Strahl vor kommen, kann man nicht sagen, ob [mm] \alpha [/mm] -Strahlen stark genug abgelenkt werden, oder die Röhre doch noch treffen, aber das ist Haarspalterei.
2b) Würde der Magnet Strahlung aufsaugen, würde mehr Strahlung rein, als raus gehen. Wie aber in 2a) gezeigt, wird der 'verschwundene Teil nur abgelenkt. Würdest du nun rund um den Magneten Zählrohre so dicht stellen, dass kein Strahlungsquant ungezählt hindurch kommt, kämest du wieder auf 440 counts/min.
3) Hm, naja, die Lunge ist in sofern stark gefährdet, als dass radioaktive Teilchen in der Luft eingeatmet werden und sich in der Lunge absetzen. Die Lunge kann nicht dekontaminiert werden. Bei der Haut ist das zwar langwierig, aber seeeeeeehr gründliches Waschen reicht meistens aus.
Welche Organe am meisten durch Strahlung gefährdet sind, weiß ich nicht (hab mehr Ahnung von Physik, als von Biologie). Warte noch nen bissi, vielleicht weiß es ja jemand der Anwesenden oder probier's mal im Bioforum!
Viel Erfolg, Zai-Ba
*@ Klugscheisser: Ja, ich weiß. Welle - Teilchen - Dualismus, aber das verwirrt hier noch zusehr.
@ Mona: Wenn du den Kram da oben kapiert hast, kann ich das mit dem Dualismus gerne näher erklären...
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 12:38 Do 24.03.2005 | | Autor: | Mona |
Hallo,
vielen Dank für die Antworten! Jetzt hab ichs kapiert
ja stimmt, die 2a hatte ich wohl falsch verstanden...
mfg Mona
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