Návody na pokusy

Článků v rubrice: 75

7. března 2012

Vzdálená laboratoř pro studium radioaktivity

Radioaktivita je přirozenou součástí přírody. Můžeme ji snadno měřit, samozřejmě především pokud máme detektor. A pokud ho nemáme, nezoufejme, je tu horká novinka – vzdálená laboratoř pro pokusy s radioaktivitou. Může je provádět kdokoliv z libovolného počítače na internetu. Připojte se!

Fotogalerie (2)

Geigerův-Müllerův čítač GM2 průběžně monitoruje přírodní radioaktivní pozadí a je proto dostatečně schovaný před zdrojem ionizujícího záření. Pohyblivý Geigerův-Müllerův čítač GM1 se pohybuje podél os x a y a v požadovaných časových intervalech měří úrove

Gamabeta

O soupravě na měření radioaktivity jsme už psali v článcích
http://www.3pol.cz/cz/rubriky/bez-zarazeni/346-gamabeta-do-it-yourselves-okenko-pro-ucitele-fyziky a www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-energetika/525-gamabeta-zkoumala-radioaktivitu-v-temeline. Možná tuto pomůcku znáte ze školy, protože je to jediná pomůcka v ČR, se kterou se dají dělat školní pokusy s ionizujícím zářením v rámci výuky fyziky. Pro ty, komu fyzikální pokusy ve škole nestačí, nebo nemá příliš akčního fyzikáře, nebo pro ty, kdo by se báli zkoumat radioaktivitu osobně, je řešením vzdálená laboratoř.

Jak to funguje

Projekt „Vzdálená školní laboratoř pro studium radioaktivity“ umožňuje prostřednictvím internetu provádět reálné experimenty z jaderné fyziky, umístěné v laboratoři Matematicko‑fyzikální fakulty UK v Praze, a to pouhým zadáním webové adresy (kdt-38.karlov.mff.cuni.cz).

Experimentovat s radioaktivitou může kdokoliv, odkudkoliv a kdykoliv z libovolného počítače na internetu přes standardní prohlížeč, jako je např. Internet Explorer či Mozilla Firefox. Počítač musí mít nainstalovanou Javu (JRE, Java RunTime Environment, volně stažitelná z www.sun.com), neboť řízení vzdálených experimentů probíhá prostřednictvím Java appletů. Přečtete si úvodní informace, abyste si oživili základní poznatky o vlastnostech ionizujícího záření, seznámíte se s uspořádáním experimentů a pak se můžete pustit do měření.

Pokusy

Monitorování přírodního radiačního pozadí. Radioaktivita je všude kolem nás. Pozorujte poslední naměřené hodnoty přírodního radioaktivního pozadí pro minutové, hodinové i celodenní časové intervaly. Ověřte statistický charakter přírodního radioaktivního pozadí.

Závislost množství záření na vzdálenosti od zářiče. Ochrana vzdáleností je jedním z hlavních principů bezpečnosti při práci se zdroji záření. Prozkoumejte závislost naměřeného počtu pulzů na vzdálenosti od zářiče při různých časových intervalech a v několika různých vzdálenostech od zářiče. Všimněte si náhodného rozptylu hodnot kolem očekávané závislosti.

Závislost množství záření na druhu a tloušťce vrstvy stínicího materiálu. Ochrana před zářením pomocí stínicí bariéry je druhým hlavním principem pro bezpečnost při práci s radioaktivními materiály. Vhodný stínicí materiál může podstatně snížit intenzitu záření, někdy ho dokonce odstíní úplně. Šance, že určitá částice ionizujícího záření pronikne až za bariéru, bude jistě nižší, když tloušťka stínicí vrstvy bude větší nebo bude‑li stínicí vrstva tvořena materiálem o vyšší hustotě částic. Vyzkoušejte, jak se mění naměřená hodnota počtu pulzů jednak v závislosti na tloušťce stínicí vrstvy (hliník), jednak na druhu jejího materiálu (kromě vzduchu a hliníku jsou dalšími použitými materiály: ocel, měď a olovo). Rovněž si všimněte náhodného rozptylu hodnot kolem očekávané závislosti.

Všechny tři experimenty jsou podrobně popsány a vysvětleny. Lze je sledovat on‑line kamerou v reálném čase – program zaznamenává výsledky, kreslí grafy a nabízí excelovské tabulky pro statistické vyhodnocení. Naměřené výsledky si můžete stáhnout do svého počítače a dál s nimi pracovat.

Vzdálená školní laboratoř pro studium radioaktivity by neměla nahradit vlastní experimenty se soupravou GAMABETA. Studenti by neměli přijít o možnost nejdříve si vyzkoušet základní dovednosti s detektory radioaktivního záření „na živo“. A teprve poté si ve vzdálené laboratoři odzkoušet náročnější měření a zpracování. Počítač zde za nás vykoná desítky, stovky i tisíce měření, která mají statistický charakter a kde větší soubor naměřených dat poskytuje lepší výsledky.

Vzdálenou laboratoř ke studiu radioaktivity najdete na kdt‑38.karlov.mff.cuni.cz.