Metodický pokyn = učitel

 

 

Tematické zařazení experimentu

• radioaktivní záření
• přirozená radioaktivita
• radioaktivní záření gama
• absorpce záření gama

 

Cíl experimentu

• Cílem experimentu je najít a analyzovat závislost intenzity radioaktivního záření gama od tloušťky absorpční vrstvy. Z grafické závislosti aproximovat tloušťku materiálu potřebnou na pohlcení záření gama a porovnat pronikavost záření gama v různém látkovém prostředí.

 

Poznámky k realizaci experimentu

• Experiment realizujeme s bezpečnými školními radioaktivními zářiči. V tabulce je uveden vhodný typ zářiče gama pro tento experiment.

      Tab. Charakteristika vhodného zářiče pro realizaci experimentu

• Jako absorpční vrstvy jsou vhodné měděné nebo olověné absorbátoru tloušťky 2 - 4 mm.
• Při měření je důležité, aby se v průběhu celého experimentu neměnila geometrie uspořádání prvků zářič, senzor a absorpční fólie.
• Pro manipulaci s radioaktivním zářičem používáme výhradně pinzetu a po skončení měření zářič uložíme do olověného trezoru.

 

Návod na zpracování dat

• Naměřenou diskrétní závislost intenzity radioaktivního záření od vzájemné vzdálenosti zářiče a detektoru aproximovat v počítačovém programu exponenciální spojitou funkcí. Pokud to program umožňuje, vypočítáme i korelační koeficient, který udává, jak spolehlivě příslušná funkce aproximuje naměřenou závislost. Z grafické závislosti určíme tloušťku materiálu potřebnou pro úplné pohlcení záření beta. Pro uvedený příklad experimentálních dat platí:

  Analytický tvar exponenciální funkce, která nahrazuje naměřenou závislost:

Korelační koeficient: r = 0,995.

Přibližná tloušťka materiálu potřebná k pohlcení záření: d = 5,2 cm.

Závěry z experimentu

• Získaná absorpční křivka představuje klesající exponenciální funkci. Intenzita radioaktivního záření klesá s rostoucí tloušťkou absorpční vrstvy. Záření gama je v látkách, kterými prochází, postupně absorbovány. Po dosažení určité tloušťky absorbátoru detektor nezaregistruje žádné radioaktivní záření. Tehdy hovoříme o úplné absorpci záření gama daným materiálem. Záření gama je velmi pronikavé (102 krát pronikavější než záření beta a 104 krát pronikavější než záření alfa). Na jeho zastavení je nutná několik centimetrová vrstva mědi nebo olova. Tvar absorpční křivky a míra absorpce radioaktivního záření gama závisí na druhu zářiče a materiálu absorpční vrstvy.

Žákovské aktivity

Měření je možné uskutečnit s různými druhy radioaktivních zářičů gama a s různými absorpčními materiály. Porovnání výsledků umožní vyslovit závěry o absorpčních vlastnostech různých látek. Porovnání výsledků se souvisejícími experimenty umožní usuzovat o pronikavosti jednotlivých druhů radioaktivního záření.

Souvislost se životem, přírodou a praxí:

• V současné době se jako zdroje radioaktivního záření využívají buď přirozené nebo umělé radioizotopy. Jejich použití v praxi je velmi rozmanité a stále rozšířenější.
• Velké možnosti využití radioizotopů je možné nalézt například v chemickém oboru radiochemie. Pomocí radioizotopů bylo objeveno mnoho nových radioaktivních prvků. Při chemických reakcích je možné sledovat pomocí označených atomů přesný mechanismus jejího průběhu. Metodou aktivační analýzy je možné zjišťovat přítomnost stopových prvků ve vodě, potvrdit přítomnosti krve nebo analyzovat umělecké předměty.
• Při práci s radioizotopy musí důsledně dodržovat zásady radiační ochrany. Velikost dávky záření, které je vystaven organizmus, je možné regulovat:
• množstvím radioaktivní látky (pracujeme vždy s co nejmenším množstvím),
• vzdáleností (velikost intenzity záření klesá se čtvercem vzdálenosti objektu od zářiče),
• časem (zkracujeme čas práce s radioaktivními zářiči, případně pracujeme v krátkých časových intervalech),
• stíněním (mezi zářič a objekt vkládáme vhodnou látku, která absorbuje nebezpečné radioaktivní záření).