• Abstandsgesetz
  • A-.T.P
  • 30.06.2020
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Physik
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Ab­stands­ge­setz

Ein ra­dio­ak­ti­ves Präpe­rat strahlt ra­dio­ak­ti­ve Strah­lung ab (hier Gammastrah-​lung). Wir haben be­reits ver­mu­tet, dass die In­ten­si­tät der Ra­dio­ak­ti­vi­tät mit zu­neh­men­den Ab­stand ab­nimmt, aber ist das wirk­lich so?

Strahlenwarnzeichen
1
Wieso soll­te sich mit zu­neh­men­der Ent­fer­nung die In­ten­si­tät än­dern? Ziel die­ser Frage ist es eine Hy­po­the­se für ein Ex­pe­ri­ment zu for­mu­lie­ren.
  • Suche dir ein ähn­li­ches bzw. ana­lo­ges Pro­blem aus!
  • Be­grün­de an­hand die­ser Ana­lo­gie, wie die Strah­lung sich dei­ner Vor­stel­lung nach än­dert!
2
Nun wer­det ihr die Ab­hän­gig­keit der Zähl­ra­te vom Ab­stand zur ra­dio­ak­ti­ven Quel­le be­stim­men
  • Eure Auf­ga­be wird es sein den Ab­stand d\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{d} zwi­schen dem Zähl­rohr und der ra­dio­ak­ti­ven Quel­le und die da­zu­ge­hö­ri­ge Zähl­ra­te n zu be­stim­men. Tragt eure ex­pe­ri­men­tel­len Daten in die Ta­bel­le ein!
  • Be­rech­net nun die Zähl­ra­te, die ohne den Strah­lungs­hin­ter­grund d.h. die Null­ra­te n0\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{n_0} zu er­war­ten wäre (Hin­weis: Mes­sung ra­dio­ak­ti­ver Strah­lung 1) Tragt euch diese Daten in die Ta­bel­le ein!

d/cm\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{d/cm}

n/min1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{n/min^-1}

(nn0)/min1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{(n-n_0)/min{^-1}}

1
Ab­hän­gig­keit der Zähl­ra­te vom Ab­stand zur ra­dio­ak­ti­ven Quel­le

d/cm\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{d/cm}

n/min1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{n/min^-1}

(nn0)/min1\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{(n-n_0)/min{^-1}}

3
Stellt die Daten nun gra­phisch dar!
  • Tragt dazu die Zähl­ra­te ohne Null­ra­te d.h. nn0\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{n-n_0} über dem Ab­stand d\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \mathrm{d} auf!
4
Wel­che Zu­sam­men­hän­ge könnt ihr aus dem Dia­gramm zie­hen? Ver­voll­stän­digt dafür fol­gen­den Satz

Je der Ab­stand, desto ist die Zähl­ra­te (nn0)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} (\mathrm{n-n_0}). Ver­dop­pelt sich der Ab­stand, ist die Zähl­ra­te (nn0)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} (\mathrm{n-n_0}) etwa .

5
Wel­che Schluss­fol­ge­rung zieht ihr aus die­sem Er­geb­nis in Hin­blick auf den Strah­len­schutz? Lei­tet aus eurem ex­pe­ri­men­tel­len Er­geb­nis eine mög­li­che Strah­len­schutz­maß­nah­me ab!
6
Bei Un­fäl­len mit ra­dio­ak­ti­ven Stof­fen wird zum Teil sehr viel ra­dio­ak­ti­ves Ma­te­ri­al frei­ge­setzt (z.B. Tschernobyl-​Unglück 1986), stellt Ver­mu­tun­gen auf, wieso in Deutsch­land der Ab­stand teil­wei­se nicht aus­rei­chend war und auch hier zum Teil deut­lich er­höh­te Zähl­ra­ten mess­bar waren!
  • Über­prüft eure Ver­mu­tun­gen mit dem Link aus dem ne­ben­ste­hen­den QR-​Code!