Metodický pokyn = učitel

 

 

Tematické zařazení experimentu

• radioaktivní záření
• přirozená radioaktivita
• radioaktivní záření beta
• absorpce záření beta

 

Cíl experimentu

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

 

Poznámky k realizaci experimentu

• Experiment realizujeme s bezpečnými školními radioaktivními zářiči. V tabulce jsou uvedeny vhodné typy zářičů beta pro tento experiment.

Tab. Charakteristika vhodných zářičů pro realizaci experimentu

• Jako absorpční vrstvy jsou vhodné měděné nebo hliníkové fólie tloušťky 0,03 - 0,05 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 = 0,977.

Přibližná tloušťka materiálu potřebná k pohlcení záření: d = 0,63 mm.

Závěry z experimentu

• Získaná absorpční křivka představuje klesající exponenciální funkci. Intenzita radioaktivního záření klesá s rostoucí tloušťkou absorpční vrstvy. Záření beta je v látkách, kterými prochází, postupně absorbovány. Po dosažení určité tloušťky absorbátoru detektor nezaregistruje žádné radioaktivní záření. Tehdy hovoříme o úplné absorpci záření beta daným materiálem. Tvar absorpční křivky a míra absorpce radioaktivního záření závisí na druhu zářiče a materiálu absorpční vrstvy.

Žákovské aktivity

• Měření je možné uskutečnit s různými druhy radioaktivních zářičů beta a s různými absorpčními materiály. Porovnání výsledků umožní vyslovit závěry o absorpčních vlastnostech různých látek.

 

Souvislost se životem, přírodou a praxí:

• Radioaktivní záření má specifické účinky: fyzikální, chemické nebo biologické. Tato skutečnost určuje různé způsoby jeho využití. Radioaktivní záření dokáže měnit atomy okolních látek na elektricky nabité částice - ionty. Kromě toho může zasáhnout do struktury molekul. Jeho působením vznikají látky s novými vlastnostmi.
• V biologii a medicíně se radioaktivní záření využívá hlavně při zkoumání životních pochodů v organismu a pro diagnostické a léčebné účely.
• Radioizotopy například umožňují poznat dobu života červených krvinek (26 - 35 dní u zdravých lidí). Je možné dosáhnout, aby červené krvinky zpracovali radioaktivní železo (po vhodném podání do organismu) a potom pomocí detektoru radioaktivního záření kontrolovat krevní oběh.
• Na vyšetřování štítné žlázy se používá radioaktivní jód, který se pacientovi podává rozpuštěný ve vodě. Jód se koncentruje ve štítné žláze a detektorem radioaktivního záření se určuje intenzita záření, jehož zdrojem je radioaktivní jód.
• Pro lékařské účely se také využívá poznatek, že radioaktivní záření působí zhoubnější na nemocné tkáň jako na zdravé. Pokud nelze vnitřní podání radioizotopu, používají se radioizotopy jako vnější zářiče. Při vnějším ozařování působí radioaktivní záření i na zdravé tkáně, ale nikdy ne tak dlouho, aby se poškodilo.