Zabawka Gilbert U-238 Atomic Energy Lab - cz. III (elektroskop, zasięg promieniowania)

 To kolejna część podręcznika dołączana do "atomowego laboratorium" firmy Gilbert.

ROZDZIAŁ III

WYKRYWANIE CZĄSTEK ELEKTRYCZNIE

Do tej pory korzystaliśmy z licznika Geigera i komory mgłowej do śledzenia cząstek jądrowych. Nasze obserwacje koncentrowały się na cząstce alfa i promieniowaniu gamma. Odkryliśmy, że cząstka alfa, pomimo swojej wysokiej energii, jest łatwo absorbowana w kilku centymetrach powietrza lub na kartce papieru. Promieniowanie gamma jest w stanie przenikać przez dość grube warstwy materiału, bez problemu przebijając większość książek. W tej sekcji wykorzystamy nowy instrument zwany „elektroskopem”. Za jego pomocą ponownie zbadamy cząstkę alfa i promieniowanie gamma, a dodatkowo, bardziej szczegółowo, zbadamy promieniowanie beta.

Z naszego wcześniejszego doświadczenia wiemy, że cząstka alfa odrywa elektrony od neutralnych atomów i przekształca je w jony. Te jony, czyli atomy obdarzone ładunkiem elektrycznym, normalnie napotykałyby inne elektrony wędrujące w gazie i rekombinowały, tworząc ponownie neutralne atomy. Ale jeśli dysponujemy elektroskopem z komorą jonizacyjną, w której znajduje się elektroda zbiorcza przyciągająca jony, będą one pędzić w kierunku tego drutu tak szybko, że większość z nich nie zdąży zebrać żadnych elektronów i stać się neutralnymi. Ten gwałtowny przepływ jonów przez powietrze komory jonizacyjnej tworzy to, co nazywamy prądem jonizacji .

Rysunek 3-1.
ZDJĘCIE CHŁOPCA REGULUJĄCEGO ELEKTROSKOP

30

---

OBSŁUGA ELEKTROSKOPU

Aby uruchomić elektroskop, podłącz dwa przewody do zacisków Gilbert Dri-Electric Power Pack. (Patrz Rysunek 3-1.) Spowoduje to zapalenie się małej żarówki pod podstawą komory i umożliwi Ci zobaczenie ekranu wewnątrz cienkiej, czarnej tuby. Prawdopodobnie zobaczysz tylko podziałkę na skali. Chwyć czarne pokrętło za tubą obserwacyjną i poruszaj nim, aż wyraźny obraz igły komory jonowej przetnie pole widzenia. (Patrz Rysunek 3-2.) Na początku poruszaj pokrętłem bardzo powoli, aż nabierzesz wprawy w rozpoznawaniu obrazu i przesuwaniu go po polu widzenia. (Patrz Rysunek 3-3.) Następnie obracaj pokrętło ładowania w sposób ciągły, aż włókno znajdzie się na prawo od zera na skali. Teraz obróć pokrętło w przeciwnym kierunku, aby sprowadzić włókno do zera. Lekkie cofnięcie pokrętła zatrzyma ruch włókna. Naładowałeś teraz elektroskop do około 200 woltów.

Ustaw igłę tak, aby pozostawała na poziomie zera. Może się okazać, że igła nie zawsze jest wyraźnie widoczna na całej długości skali. Teraz umieść źródło promieniowania alfa pod komorą i za pomocą zegarka naręcznego zmierz, ile czasu zajmuje igle przesunięcie się wzdłuż skali. (Patrz rysunek 3-4). Im silniejsze źródło promieniowania alfa, tym szybciej igła będzie się poruszać. W ten sposób elektroskopu można użyć do pomiaru radioaktywności alfa.

Rysunek 3-2.
WIDOK PRZEKROJOWY ELEKTROSKOPU

Rysunek 3-3.
WSKAŹNIK I SKALA ELEKTROSKOPU

31

---

Rysunek 3-4.

ŹRÓDŁO ALFA UMIESZCZONE POD ELEKTROSKOPEM

EKSPERYMENTOWANIE Z ELEKTROSKOPEM

Najpierw sprawdźmy, jak zachowuje się elektroskop, gdy w pobliżu nie ma materiałów radioaktywnych. Ustaw igłę elektroskopu tak, aby znajdowała się w położeniu zerowym. Zanotuj czas w zeszycie. Następnie śledź ruch igły wzdłuż skali. Zapisuj położenie igły co kilka minut. Prędkość ruchu igieł powinna być bardzo wolna. Przebycie całej drogi przez skalę powinno zająć kilka godzin. Może się jednak zdarzyć, że prędkość ruchu będzie znaczna. Teraz, kiedykolwiek wykonujesz pomiar ze źródłem radioaktywnym, powinieneś odjąć prędkość ruchu od odczytu. Możesz oczywiście odłożyć przyrząd do mniej wilgotnego dnia, kiedy prędkość ruchu będzie niska.

W poniższych sekcjach przedstawimy eksperymenty, które można wykonać ze źródłami promieniowania alfa, beta i gamma. Podczas wykonywania tych pomiarów należy pamiętać o różnicy między licznikiem Geigera a elektroskopem. Licznik Geigera działa na podstawie przepływu pojedynczego promienia. Elektroskop natomiast nie zlicza każdej cząstki, lecz działa dzięki jonizacji wytwarzanej w elektroskopie przez promieniowanie. Promienie alfa generują najsilniejszą jonizację, dlatego elektroskop jest na nie bardzo czuły. Promienie beta są słabszymi jonizatorami, na które elektroskop jest mniej czuły. Elektroskop jest jedynie nieznacznie czuły na pomiar promieni gamma, które mają bardzo niską moc jonizującą.

32

---

ZAKRES CZĄSTEK ALFA

Z naszych eksperymentów w komorze mgłowej wiemy, że maksymalna odległość (zasięg), jaką cząstka alfa pokonuje w powietrzu, wynosi mniej niż dwa cale. Aby zmierzyć zasięg cząstek alfa w powietrzu za pomocą elektroskopu, należy ustawić instrumenty zgodnie z rysunkiem 3-5. Plastikową skalę z podziałką centymetrową i calową należy przykleić taśmą do skrzynki lub wspornika, na którym znajduje się źródło promieniowania alfa, tak aby koniec zerowego centymetra dotykał ekranu elektroskopu.

Podpora jest wypoziomowana tak, aby źródło promieniowania alfa było ustawione w jednej linii z elektrodą zbiorczą. (Elektroda zbiorcza to mały drut, który można zobaczyć, patrząc od spodu elektroskopu). W ten sposób instrument leży na boku, a rurka elektroskopu jest skierowana do góry. Zauważysz, że skala elektroskopu jest teraz przesunięta, ale nie powinno to sprawić żadnych problemów.

Umieść źródło promieniowania alfa tak, aby rzeczywista powierzchnia substancji emitującej promieniowanie alfa znajdowała się pięć centymetrów od ekranu. Ponieważ metal zawierający materiał radioaktywny znajduje się dwa milimetry od powierzchni plastikowego krążka, oznacza to, że musisz ustawić przednią krawędź plastikowego krążka w odległości 4,8 centymetra od ekranu. Zanotuj szybkość wahań wskaźnika (włókna kwarcowego) w tym położeniu. Upewnij się, że nie naruszasz układu aparatu. Teraz przesuń źródło o jeden centymetr bliżej ekranu. Wykonaj serię odczytów, zmieniając odległość za każdym razem o jeden centymetr, i zapisz dane w zeszycie w schludnym rzędzie cyfr.

Zanim pobierzesz więcej danych, przygotuj szkic kilku posiadanych odczytów, zaznaczając punkty jak pokazano na rysunku 3-8. Następnie spójrz na wykres, zwracając uwagę na miejsca, w których potrzebujesz więcej danych w innych odczytach, aby dokładniej określić zasięg cząstek alfa. Zauważysz, że musisz uzyskać odczyty z odległości od dwóch do trzech centymetrów.

Rysunek 3-5.

USTAWIENIA DO OKREŚLANIA ZAKRESU ALFA

33

---

Rysunek 3-6.

ZASIĘG CZĄSTEK ALFA

metrów od ekranu. Dobrą zasadą jest prowadzenie obserwacji w szerokim zakresie, zanim zaczniesz zbierać dane w małych odstępach czasu. Oszczędza to czas i umożliwia dokładniejszą pracę.

Po zebraniu większej ilości danych i naniesieniu ich na wykres, widać, że do około 2,8 centymetra od ekranu prędkość dryftu jest dość stała, a zatem prąd jonizacji jest dość stały. Przy 2,8 centymetra prąd jonów zaczyna gwałtownie rosnąć i rośnie coraz szybciej, aż do końca skali. Dzieje się tak, ponieważ wraz ze zbliżaniem się źródła do ekranu, w zasięg komory elektroskopu trafia więcej cząstek alfa. Należy pamiętać, że cząstki alfa wyłaniają się z powierzchni źródła, rozchodząc się we wszystkich kierunkach, niczym kawałki popcornu wyskakujące z gorącej patelni. Niektóre z nich będą zmierzać prosto w stronę komory, a inne będą wystrzeliwać w innych kierunkach.

Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że wartość 2,8 centymetra, którą odczytujemy z naszego wykresu, to zasięg cząstki alfa. Nie zgadza się to jednak z podręcznikami, które podają, że zasięg wynosi 3,8 centymetra. Skąd ta różnica jednego centymetra? Jeśli przyjrzymy się uważnie spodniej stronie elektroskopu, zauważymy, że elektroda zbiorcza nie sięga aż do ekranu. Pomiary wykonane za pomocą elektroskopu ogólnego przeznaczenia, takiego jak model Gilberta, wymagają współczynnika korekcyjnego; należy dodać jeden centymetr do zmierzonego zasięgu cząstki, aby uzyskać jej rzeczywisty zasięg, od źródła do komory.

34

---

ABSORBCJA CZĄSTEK ALFA

Oprócz pomiaru zasięgu cząstek alfa w powietrzu, możemy zmierzyć ich absorpcję w cienkich arkuszach materiału, takich jak papier. Aby udowodnić, że nawet arkusz zwykłego papieru do pisania jest wystarczająco gruby, aby absorbować cząstki alfa, należy umieścić źródło promieniowania alfa na małym kartonowym pudełku lub innym podłożu, tak aby przylegało do ekranu elektroskopu.

Możesz wykonać ten eksperyment, trzymając instrument prawą stroną do góry, ale uważaj, aby plastikowe źródło światła nie przechyliło się na małej nakrętce mocującej lampę do ekranu. W tej pozycji źródła alfa zmierz prędkość dryftu – powinna być bardzo wysoka. Zdejmij źródło alfa z ekranu i umieść na nim pojedynczą kartkę papieru, a następnie umieść źródło pod ekranem jak poprzednio.

Szybkość dryfu powinna być teraz znacznie mniejsza, w zależności od grubości użytego papieru. Możesz przeprowadzić serię eksperymentów z bardzo cienką bibułką. Na przykład, pojedynczy arkusz papieru cebulowego (takiego jak papier kalkowy do maszyn do pisania) pozwoli na przedostanie się części cząstek. Jeśli użyjesz dwóch arkuszy zwykłego papieru cebulowego, okaże się, że to wystarczy, aby zatrzymać wszystkie cząstki alfa. Zobacz rysunek 3-7, aby zapoznać się z absorpcją promieniowania alfa, beta i gamma.

Rysunek 3-7.

ABSORBCJA PROMIENI ALFA, BETA I GAMMA

35

---

INNE EKSPERYMENTY Z CZĄSTKAMI ALFA

Istnieje wiele innych eksperymentów, które możesz przeprowadzić z cząstkami alfa emitowanymi przez źródło promieniowania alfa. Mamy nadzieję, że sam wymyślisz eksperymenty i przeprowadzisz je w sposób systematyczny. Najpierw zadaj sobie pytanie, jaką właściwość promieniowania alfa chcesz zbadać, a następnie zaplanuj eksperyment.

Można wykonać bardzo prosty gadżet, który wytworzy wiązkę promieni alfa, nie dając jednak możliwości zmiany kierunku rozchodzenia się cząstek alfa ze źródła tak, aby poruszały się w jednym kierunku.

Ale postępuj zgodnie z tą procedurą: weź małą tubę papierową lub małe pudełko papierowe, takie jak do etykiet z klejem. Zrób dziurki w obu bokach pudełka i umieść je nad źródłem cząstek alfa. Z drugiego otworu wyjdą tylko te cząstki, które poruszają się w tym samym kierunku co dwa otwory. W rzeczywistości stworzyłeś wiązkę promieni alfa. Liczba cząstek alfa w tej wiązce będzie niewielka, ponieważ uzyskałeś ją, eliminując dużą liczbę cząstek.

WYKORZYSTANIE PROMIENI GAMMA I ELEKTROSKOPU

Zamontuj źródło promieniowania gamma na małej obudowie tak, aby było ustawione w jednej linii z elektrodą zbiorczą elektroskopu, tak jak zrobiliśmy to w przypadku źródła promieniowania alfa do pomiarów zasięgu. Wykonaj serię odczytów, zaczynając od odległości między źródłem a ekranem wynoszącej 12 cali i rozmieść obserwacje w odległościach 6, 4, 3, 2, 1 i 0 cali.

Pamiętaj, że rzeczywiste położenie materiału radioaktywnego wewnątrz plastikowego krążka znajduje się 1,25 cm od powierzchni. Nanieś dane na wykres jak poprzednio. Zamiast oznaczać pionową oś krzywej jako „prędkość dryftu”, będziemy teraz bardziej dorośli i nazwiemy ją prądem jonizacji, ale nadal możemy używać tych samych jednostek, czyli jednostek na minutę.

Zauważysz, że użycie elektroskopu jest znacznie łatwiejsze niż próba przeprowadzenia tego samego eksperymentu z licznikiem Geigera. W przypadku elektroskopu wystarczy wykonać odczyt, odstawić urządzenie na chwilę, a następnie wrócić i wykonać kolejny odczyt. Co więcej, urządzenie jest dość dokładne. Aby to zademonstrować, możesz teraz powtórzyć eksperyment pomiaru absorpcji promieniowania gamma w materiale stałym.

EKSPERYMENTOWANIE Z CEGŁAMI

Najpierw spróbujmy zbudować coś z klocków. Połóż elektroskop na boku i umieść źródło promieniowania gamma w odległości około 23 cm od ekranu. Możesz sprawdzić prąd jonizacji w tym miejscu, dokonując odczytu. Po każdej obserwacji wykonaj serię pomiarów, dodając kolejny klocek. W ten sposób możesz skonstruować krzywą absorpcji, po prostu nanosząc prąd jonizacji na grubość klocka między źródłem a elektroskopem. Dokładne wyniki będą zależeć od konfiguracji oraz rodzaju użytego klocka.

36

---

Ciężka cegła pochłonie więcej promieniowania gamma niż lekka. Z drugiej strony, małe cegły pozwolą na rozproszenie części promieniowania wokół siebie i dotarcie do komory elektroskopu bez przechodzenia przez cegłę. Zasadniczo, grubość cegły wynosząca 5–7,5 cm (5–7,5 cm) zmniejszy intensywność promieniowania gamma o około połowę.

Oprócz użycia cegieł jako absorberów, spróbuj użyć innych materiałów, takich jak drewno, beton, aluminium, żelazo i ołów. Możesz również z powodzeniem spróbować użyć wody i ziemi jako absorberów. Wymaga to użycia pojemnika do przechowywania ziemi lub wody. Jeśli uda Ci się zdobyć trochę ołowiu, spróbuj zbudować haubicę promieni gamma . Możesz to zrobić w następujący sposób: wywierć otwór o średnicy 1/2 cala w bloku ołowiu i umieść źródło promieniowania gamma na końcu tego otworu, otaczając je blokami ołowiu, tak aby wiązka promieni gamma wychodziła przez otwór. Jeśli ołów nie jest pod ręką, spróbuj użyć rury o średnicy 1/2 cala i otocz ją ciężkim metalem. Następnie możesz przeprowadzić eksperymenty absorpcyjne na belce i zanotować różnicę w absorpcji, jaka z tego wynika.

Haubica wytwarza słabą wiązkę, dlatego będziesz musiał dokładniej wykonywać pomiary, ponieważ prądy będą mniejsze i uzyskanie dokładnych danych zajmie więcej czasu .

CZĄSTKA BETA LUB PROMIEŃ BETA

Widzieliśmy już, że nasz licznik Geigera ma ścianki wystarczająco cienkie, aby przepuszczać cząstki beta, i zmierzyliśmy absorpcję promieniowania beta, stwierdzając, że jest ono bardziej przenikliwe niż cząstki alfa, ale mniej niż promieniowanie gamma. Przyjrzymy się teraz promieniom beta dokładniej, używając elektroskopu, który dostarczy nam nowych danych na ich temat.

Eksperymenty ze źródłem cząstek beta muszą być przeprowadzane ostrożnie. Bezpośrednio przekonamy się, że obecność jakichkolwiek obiektów w pobliżu źródła beta może powodować wyraźne rozproszenie elektronów. Dlatego wykonując dowolny eksperyment, musimy upewnić się, że zachowamy te same warunki eksperymentalne, aby móc porównywać wyniki. Jeśli w jednym zestawie eksperymentów pomiary przeprowadzamy na betonowej podłodze, a w innym na stole z jasnego drewna, istnieje prawdopodobieństwo uzyskania różnych wyników.

Jako pierwszy eksperyment zmierz natężenie prądu jonowego w elektroskopie dla różnych odległości źródła od komory i nanieś wyniki na wykres w standardowy sposób. Uważaj, aby elektroskop i źródło beta znajdowały się w jednej linii. Możesz to zrobić, solidnie mocując źródło beta do jakiegoś obiektu, takiego jak pudełko, i przesuwając tylko elektroskop. Dobrym pomysłem jest przeprowadzenie eksperymentu na cienkiej sklejce, do której możesz przymocować źródło beta w pozycji pionowej taśmą klejącą. Możesz również zaznaczyć odległości bezpośrednio (w calach i centymetrach za pomocą plastikowej linijki) na powierzchni sklejki.

Dokładny kształt krzywej intensywności cząstek beta w funkcji odległości, jaką uzyskasz, będzie zależał od konfiguracji eksperymentu. Można się o tym przekonać, montując źródło promieniowania beta i elektroskop w pewnej odległości od powierzchni i wykonując serię pomiarów w powietrzu z niewielką ilością materiału stałego w pobliżu źródła lub komory. Porównaj te wyniki z danymi uzyskanymi na blacie stołu.

37

---

ZASIĘG PROMIENI BETA

Chociaż nie możemy dokonać rzeczywistego pomiaru zasięgu cząstek beta w powietrzu, możemy dokonać dokładnego pomiaru zasięgu w niektórych materiałach, takich jak szkło, papier, pleksiglas czy aluminium. Wszystkie te materiały są powszechnie dostępne w domu lub w sklepie z narzędziami. Aluminium jest materiałem zazwyczaj używanym do wykonywania testów zasięgu beta. Najlepiej sprawdzają się cienkie arkusze aluminium.

Przymocuj źródło promieniowania beta do stołu lub sklejki za pomocą niewielkiej ilości taśmy klejącej. Ustaw elektroskop pionowo i ustaw go tak, aby nogi równomiernie obejmowały źródło. Zaznacz ołówkiem położenie nóg, aby łatwo było ustawić elektroskop w tej samej pozycji za każdym razem. Bez absorbera sprawdź natężenie prądu jonizacji. Następnie, nasuwając jedną warstwę materiału na źródło, wykonaj dokładny pomiar, zapisz dane i dodaj kolejną warstwę. Pamiętaj, aby poświęcić czas na obserwacje, ponieważ kolejne warstwy materiału będą dodawane do źródła, w przeciwnym razie odczyty będą niedokładne.

Twoje wyniki, po naniesieniu na wykres, powinny wyglądać jak krzywa przedstawiona na rysunku 3-8. Wyniki przedstawione na ilustracji zostały uzyskane z użyciem grubej tektury jako absorbera. Linia przerywana na rysunku 3-8 ilustruje, jak wyglądałaby krzywa dla aluminium.

Rysunek 3-8.

ZAKRES CZĄSTEK BETA Z Rh-106

38

---

RUDY RADIOAKTYWNE I ELEKTROSKOP

Radioaktywne rudy spowodują również ruch wskaźnika elektroskopu. Kontynuuj ten eksperyment tak samo, jak w Sekcji I, używając rudy autunitu z licznikiem Geigera.

ZAGROŻENIA RADIOAKTYWNE

Mówimy o zagrożeniach związanych z promieniowaniem alfa i beta jako o zagrożeniach wewnętrznych , ponieważ generalnie są one szkodliwe tylko wtedy, gdy dostaną się do wnętrza organizmu. Widzieliśmy, że te cząstki nie przenikają tak głęboko jak promieniowanie gamma, ale mogą być szkodliwe, ponieważ gdy już dostaną się do organizmu, pozostają tam prawdopodobnie przez całe życie.

Jak widzieliśmy, cząstki alfa pokonują w tkance jedynie niewielką odległość, ale mogą wyrządzić znaczne szkody, jeśli tkanka ta odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu organizmu. Jeśli coś takiego jak rad odłoży się w kościach, skąd może wystrzelić cząstki alfa do szpiku kostnego z bliskiej odległości, może to spowodować poważne uszkodzenia. Może się to zdarzyć, jeśli rad zostanie wdychany lub w jakiś sposób przedostanie się do organizmu.

Więcej informacji na temat zagrożeń radiacyjnych podamy w dalszej części podręcznika. Nie alarmuj się tymi informacjami. Mają one jedynie na celu poinformowanie Cię o potencjalnych zagrożeniach. Współczesny świat znacznie wyolbrzymił te zagrożenia. Ludzie często boją się czegoś, o czym niewiele wiedzą. Jedynym sposobem, aby zapomnieć o tych obawach, jest przedstawienie im faktów dotyczących zagrożeń radiacyjnych. W całym podręczniku znajdziesz te fakty, które pokażą Ci, że możesz poradzić sobie z radioaktywnością, jeśli potrafisz ją rozpoznać.

39

Źródło - http://science-notebook.com/gilb-atomic02.html

C.d.n.

***

Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo 

Zabawka Gilbert U-238 Atomic Energy Lab - cz. II (komora mgłowa)

Zapraszam do lektury dalszego ciągu podręcznika użytkowania zestawu U-238 Atomic Energy Lab, który omawiałem w ostatnim wpisie.

ROZDZIAŁ II

SPOTKANIE Z KOMORĄ MGŁOWĄ

Ze wszystkich instrumentów do badań atomowych, Komora Mgłowa Gilberta jest najbardziej imponująca ze względu na swoją zdolność do pokazywania natury radioaktywności. Możesz się zastanawiać, dlaczego czekaliśmy aż do teraz z omówieniem jej zastosowania. Powodem jest to, że chcieliśmy najpierw przedstawić Państwu promieniowanie gamma, zanim przejdziemy do opisu innych rodzajów promieniowania. Zdarza się, że Komora Mgłowa nie pokazuje śladów promieniowania gamma.

Oto jak złożona jest Komora Mgłowa.

1) Rozłóż kilka gazet lub folię na płaskim stole, aby służyła jako miejsce pracy. Papiery ochronią meble w przypadku rozlania alkoholu lub atramentu. Na stole umieść aluminiową podstawę komory chmurowej (okrągłą płytę z trzema nogami).

Rysunek 2-1.
KOMORA MGŁOWA GILBERTA, GOTOWA DO EKSPLOATACJI

2) Przymocuj gumowy blok montażowy (cylindryczną krawędzią skierowaną do góry) do spodniej części podstawy. (Patrz rysunek 2-2.)

3) Włóż metalową rurkę do gumowego bloku montażowego, długim końcem rurki skierowanym do góry. (Patrz rysunek 2-2.)

4) Do rurki wystającej spodu podstawy przymocuj goły koniec czarnego przewodu oraz plastikową rurkę i gumową gruszkę. Upewnij się, że wszystkie połączenia są szczelne, ponieważ muszą one utrzymywać ciecz bez przeciekania. (Patrz rysunek 2-2).

Rysunek 2.2.
WIDOK OD DOŁU KOMORY MGŁOWEJ GILBERTA

5) Umieść duży korek w szyjce szklanej kolby. Zwilż koniec metalowej rurki, który przechodzi przez dno i delikatnie wkręcając, ściśnij gumowy korek (w kolbie pyreksowej) na metalowej rurce. Upewnij się, że rurka jest zwilżona, w przeciwnym razie nałożenie kolby na rurkę będzie bardzo trudne. Upewnij się, że kolba stoi teraz stabilnie na podstawie i że połączenie jest szczelne. (Patrz rysunek 2-3).

6) Następnie wyjmij korek z górnej części kolby i za pomocą małego lejka dołączonego do zestawu wlej do górnego otworu kolby około pół litra alkoholu izopropylowego. Dowolna marka alkoholu izopropylowego, z wyjątkiem alkoholu aromatycznego, jest odpowiednia. Najlepsze rezultaty daje 70% roztwór alkoholu izopropylowego. Pół litra alkoholu powinno wypełnić komorę kolby do poziomu otworu bocznego.

Rysunek 2-3.
ZABEZPIECZANIE KOLBKI KOMORY MGŁOWEJ

Rysunek 2.4.
SYSTEM OŚWIETLENIOWY I ZESTAW OGNIW GILBERT DRI-ELECTRIC 

7) Kilkakrotnie naciśnij szarą gumową gruszkę, aby usunąć powietrze z układu i sprawdź szczelność wszystkich połączeń. Alkohol może uszkodzić niektóre wykończenia mebli, dlatego należy zachować ostrożność podczas jego stosowania. Podczas naciskania szarej gruszki alkohol może zostać wtłoczony ponad poziom otworu bocznego; aby zapobiec wyciekom, w tym momencie mocno wciśnij gumowy korek (jest on zamocowany w kolbie) w otwór z boku kolby.

8) Teraz dodaj kilka kropli niebiesko-czarnego atramentu do alkoholu. Możesz to zrobić za pomocą pióra wiecznego. Włóż je do górnej części kolby. Należy dodać wystarczającą ilość atramentu, aby zabarwić płynne medium na niebiesko. Zwykły atrament w zupełności wystarczy do tego celu.

9) Załóż z powrotem zatyczkę w górnej części komory.

10) Złóż system oświetleniowy zgodnie z ilustracją. (Patrz rysunek 2-1). Przed wciśnięciem aluminiowych nóżek na miejsce, zwilż gumowe przelotki. Wyrównaj lampy tak, aby środek obudowy lampy znajdował się mniej więcej na poziomie cieczy. Wyreguluj obudowy lamp tak, aby obie lampy były skierowane na środek komory.

11) Podłącz oba czarne przewody z obudowy lampy do jednego zacisku zasilacza Dri-electric. Następnie podłącz żółte przewody do drugiego zacisku. (Patrz rysunek 2-4). Oba światła powinny teraz świecić i można ponownie wyregulować wiązki światła, aby komora była w pełni oświetlona.

12) Pozostał już tylko dejonizator. Podłącz czerwony przewód dejonizatora do metalowego wypustu na gumowym korku kolby. Podłącz czarny przewód od spodu podstawy komory chmurowej do czarnego otworu z boku dejonizatora. Teraz podłącz wtyczkę serwisową do gniazdka elektrycznego – komora chmurowa jest gotowa do pracy.

Teraz, gdy wszystko jest w porządku, ściśnij szarą gumową gruszkę, wymuszając uniesienie się cieczy w komorze. Rób to dość powoli, naciskając gruszkę jednostajnym ruchem. W przeciwnym razie ciecz gwałtownie wytryśnie, co jest niepożądane. Odrobina praktyki pozwoli Ci kontrolować równomierne sprężanie komory. Mówimy „sprężanie”, ponieważ wtłaczając ciecz do kolby, uwięzione powietrze jest wypychane do mniejszej przestrzeni, a tym samym ulega sprężeniu. Szybkie zwolnienie gruszki powoduje spadek poziomu cieczy i rozprężenie gazu.

Jeśli ściśniesz gumową gruszkę, odczekasz chwilę, aż płyn przestanie się poruszać, a następnie puścisz gruszkę, zobaczysz, że drobna mgiełka lub mgła wypełnia przestrzeń powietrzną w komorze. Obserwuj, jak łagodnie opada mgła. Jeśli nie zauważysz tworzenia się mgły, upewnij się, że spełniasz dwie warunki. Po pierwsze, upewnij się, że robisz przerwę po ściśnięciu gruszki. Po drugie, może się zdarzyć, że nie ścisnąłeś jej wystarczająco mocno. Spróbuj tego, a jeśli po kilku próbach nadal nie wytworzysz mgły, prawdopodobnie oznacza to, że w komorze jest za mało płynu. Dodaj kilka uncji alkoholu do komory, a powinieneś być w stanie wytworzyć mgłę.

Jeśli dwa gumowe korki na górze i z boku szklanej kolby są tak luźne, że podczas ściskania gruszki uchodzi z nich powietrze, urządzenie nigdy nie będzie działać prawidłowo. Aby temu zaradzić, zwilż korki i mocno wkręć je do kolby.

Dlaczego w Komorze Mgłowej powstaje mgła? Mgła powstaje w komorze z dokładnie tego samego powodu, co na zewnątrz. Drobne kropelki wody kondensują się na niewidocznych drobinkach kurzu. W przypadku Komory Mgłowej, rozszerzanie się powietrza powoduje jego ochłodzenie, a powietrze zawiera tak dużo pary wodnej (w niewidocznej postaci), że najmniejsze zaburzenie powoduje kondensację tej pary w małe kropelki wody, które są następnie widoczne jako mgła. Bardzo drobne cząsteczki brudu i kurzu w powietrzu wystarczą, aby para wodna skropliła się na tych drobnych cząsteczkach. Właśnie to dzieje się w Komorze Mgielnej, gdy ją ściskamy i rozprężamy.

W przypadku obecności materiałów radioaktywnych, takich jak aktywny drut w komorze Gilberta, emitujących promieniowanie do gazu, obecne będą rozbite atomy lub jony, które również zapoczątkują tworzenie się mgły. Jeśli jony poruszają się wzdłuż ścieżki, mgła utworzy się wzdłuż ścieżki i sprawi, że będzie ona widoczna, pokazując nam miejsce, w którym promień radioaktywny przeleciał przez kolbę ułamek sekundy wcześniej. Będzie to wyglądać jak smugi kondensacyjne, które czasami tworzą wysoko latające samoloty na bezchmurnym niebie.

EKSPERYMENTY Z MGŁĄ

Zanim rozpoczniemy nasze eksperymenty z chmurami śladów cząstek, zobaczmy, czego możemy się dowiedzieć o samej mgle. Najpierw pokażmy, że cząstek, na których tworzy się mgła, w rzeczywistości nie widać. Aby to zrobić, rozszerz komorę kilka razy, aż mgła stanie się rzadsza i wyraźnie dostrzeżesz wirujące linie wewnątrz mgły, gdy opada ona w kierunku powierzchni cieczy. Teraz rozszerz komorę, powodując powstanie mgły, a następnie, zanim mgła zniknie, ponownie ściśnij komorę, aż cała mgła zniknie. Następnie puść gumową gruszkę i zauważ, że widoczna mgła formuje się wzdłuż tych samych wirujących linii, co poprzednio. Oczywiste jest, że te niewidzialne cząstki muszą znajdować się w komorze, gdy nie ma mgły. Nasz eksperyment wychwytuje niewidzialne cząstki i uwidacznia je poprzez tworzenie na nich kropelek.

Rysunek 2-5.
ZBLIŻENIE ŚLADÓW CZĄSTEK ALFA W KOMORZE MGŁOWEJ GILBERTA. CZĄSTKI ALFA PORUSZAJĄ SIĘ Z PRĘDKOŚCIĄ 3 600 000 MIL NA GODZINĘ.

---

Możemy również użyć naszej komory, aby uzyskać superczyste powietrze. W tym celu ściskamy gruszkę kilka razy, pozwalając mgle opadać do cieczy po każdym ściśnięciu. Stopniowo mgła będzie się rozrzedzać i po pewnym czasie przestanie się tworzyć. W tym czasie powietrze nad powierzchnią cieczy będzie superczyste, znacznie czystsze niż powietrze, które można znaleźć w najczystszy dzień.

Inną sztuczką, którą możemy wykonać za pomocą komory, jest stworzenie kolorów wschodu i zachodu słońca. Każdy z nas kiedyś zachwycał się wspaniałym pokazem barw wschodu i zachodu słońca. Kolory te są jeszcze piękniejsze, gdy pojawiają się na chmurach nad horyzontem. Drobne kropelki wody, z których zbudowane są chmury, rozpraszają promienie światła i tworzą wiele odcieni. Możesz stworzyć te kolory zachodu słońca w bardzo małej skali w swojej komorze chmurowej. Spójrz do komory tak, aby patrzeć niemal bezpośrednio na jedno ze świateł, a następnie ściśnij żarówkę do końca i obserwuj kolory wytwarzane we mgle. Lepsze rezultaty można uzyskać, używając tylko jednego suchego ogniwa do zasilania lamp.

ŚLEDZENIE CZĄSTEK ALFA

Ustal położenie radioaktywnego przewodu, przesuwając delikatnie gumową zatyczkę w jedną lub drugą stronę; upewnij się, że koniec przewodu jest skierowany do góry i równo z powierzchnią alkoholu po ściśnięciu gruszki. Naciśnij i szybko zwolnij gumową gruszkę kilka razy; pozwoli to oczyścić komorę i przygotować urządzenie do pracy. Naciśnij gumową gruszkę. Naciśnij czarny przycisk na dejonizatorze i przytrzymaj go przez chwilę. Puść przycisk i szybko zwolnij gumową gruszkę. Obserwuj gęste, białe smugi, które promieniście rozchodzą się z przewodu. (Patrz rysunek 2-5).

Uzyskanie dobrych, wyraźnych śladów wymaga większej staranności niż samo wytwarzanie mgły w komorze. Będziesz musiał spróbować kilka razy, zanim nabierzesz wprawy w tworzeniu śladów alfa. Po ustawieniu źródła promieniowania alfa (radioaktywnego drutu w kolbie), tak aby ani za dużo, ani za mało cząstek nie wydostawało się do przestrzeni powietrznej kolby, możesz zmienić stopień sprężania powietrza, ściskając gumową gruszkę. Podnosząc koniec radioaktywnego drutu, możesz pozwolić na ucieczkę większej liczby cząstek alfa do przestrzeni powietrznej.

Nasze źródło, radioaktywny drut, wystrzeliwuje około 740 cząstek alfa na sekundę. Nie wszystkie z nich wydostają się z powierzchni drutu, a wiele z nich jest absorbowanych przez ciecz, więc po rozszerzeniu komory widać tylko kilka z wielu cząstek wystrzeliwanych w ciągu każdej sekundy ze źródła.

CZY CZĄSTKI ALFA POCHODZĄ Z DRUTU?

Jeśli wątpisz, że cząstki alfa rzeczywiście są wystrzeliwane przez źródło przewodowe, możesz łatwo się o tym przekonać, wykonując bardzo prosty eksperyment. Na tym etapie eksperymentu powinieneś rozwijać dociekliwe podejście do eksperymentów, zanim zostaną one opisane w sposób przypominający książkę kucharską.

Jeśli masz wątpliwości co do stwierdzenia, że ​​cząstki alfa rzeczywiście pochodzą ze źródła (przewodu radioaktywnego), powinieneś zadać sobie pytanie: Jakie fakty

26

---

Czy muszę to udowadniać? Po pierwsze, z naszych eksperymentów wiesz, że ślady alfa zdają się zaczynać na końcu drutu. Po drugie, wiesz, że im więcej drutu jest odsłoniętego, tym więcej śladów alfa jest w kolbie. Na koniec, możesz całkowicie pokryć drut płynem. Po wykonaniu tej czynności wszystkie ślady alfa powinny zniknąć z komory.

Możesz wyciągnąć jeszcze jeden wniosek z przeprowadzonego eksperymentu. Ponieważ pozwoliłeś, aby między drutem znalazła się tylko cienka warstwa cieczy z przestrzeni powietrznej1, widać, że cząstki alfa są łatwo wchłaniane przez ciecz.

ZAKRES CZĄSTEK ALFA

Jedno to powiedzieć, że cząstki alfa są łatwo absorbowane w materii, a drugie opisać tę absorpcję tak, aby każdy mógł mówić o tym samym. Zobaczmy, jak moglibyśmy zdefiniować jednostki, w których można mierzyć absorpcję alfa. Rozszerzając komorę i obserwując ślady cząstek alfa, pierwszą rzeczą, którą zauważysz, jest ich prostoliniowość. Jeśli przyjrzymy się śladom alfa bardzo uważnie, zobaczymy, że ślady naprawdę kończą się w gazie komory. Dostosuj swoje źródło promieniowania alfa (radioaktywny drut) tak, aby znajdowało się znacznie powyżej poziomu cieczy i zauważ, że wiele śladów wystrzeliwuje jak kolce u jeżozwierza i, podobnie jak te kolce, wszystkie mają mniej więcej tę samą długość. Większość śladów wydaje się sięgać około pół cala od ścianki szklanej kolby. Jeśli oszacujemy odległość, jaką pokonuje każdy ślad, okaże się, że wynosi ona około 1-1/2 cala.

Ponieważ wszystkie ślady wydają się mieć mniej więcej taką samą długość, możemy przyjąć za jednostkę miary absorpcji cząstek alfa liczbę cali, jaką cząstka pokonuje przed zatrzymaniem się; odległość tę nazywamy zasięgiem cząstki alfa.

ABSORBOWANIE CZĄSTEK ALFA W CIAŁACH STAŁYCH

Ten eksperyment wymaga od Ciebie pewnych umiejętności, ale powinieneś być w stanie przeprowadzić go bez większych problemów. Postaramy się pokazać, że cząstki alfa wystrzeliwane przez radioaktywny drut nie mogą przeniknąć nawet przez bardzo cienką folię aluminiową.

Aby prawidłowo wykonać folię, wybierz najcieńszą folię aluminiową lub metalową, jaką możesz znaleźć, a następnie uformuj ją wokół tępego końca dużej igły, tworząc nasadkę, którą można nasunąć na końcówkę radioaktywnego drutu. Nałóż nasadkę o długości około pół cala (1,25 cm) i delikatnie nasuń ją na koniec radioaktywnego drutu w komorze mgłowej. Teraz ostrożnie włóż ją z powrotem do komory i dopasuj końcówkę jak poprzednio. Rozszerz komorę kilka razy i sprawdź, czy zauważysz cząstki alfa. Żadne cząstki alfa nie powinny przedostać się przez metalową nasadkę. Twój eksperyment dowodzi, że nawet bardzo cienka folia skutecznie pochłania cząstki alfa.

Uwaga! Podczas korzystania ze źródła promieniowania alfa w komorze mgłowej w tym eksperymencie należy zachować ostrożność. Nie należy odłamywać końcówki ani w żaden inny sposób uszkadzać przewodu radioaktywnego. Jeśli pozostawiasz sprzęt na dłuższy czas, upewnij się, że źródło znajduje się w komorze mgłowej.

FOTOGRAFIA KOMORY CHMUROWEJ

Zdjęcia zazwyczaj wykonuje się za pomocą dużej komory mgłowej, takiej jak przedstawiona na rysunku 2-6. Pokazana komora mgłowa jest znacznie większa niż komora Gilberta i ma kształt cylindryczny. Na górze aparatu znajduje się szklany cylinder, który pełni funkcję komory rozprężeniowej. Sprzęt pokazany poniżej komory służy do rozprężania komory i kontrolowania tego rozprężania.

Zazwyczaj umieszcza się bardzo silne światła wokół komory, a następnie mechanizm, który miga nimi przez ułamek sekundy, tuż po rozszerzeniu komory, jest uruchamiany. Następnie kamera fotografuje ślady. Jeszcze inny typ komory mgłowej pokazano na rysunku 2-7.

Zbudowana na Uniwersytecie Minnesoty, ta prostokątna komora to cud pomysłowości, ponieważ działa zawieszona na ogromnych balonach, które wznoszą się na wysokość nawet 30 000 metrów nad poziomem morza. Tutaj, na rajskim polu łowieckim promieni kosmicznych, sprzęt wykonuje wiele operacji i fotografuje promienie kosmiczne przechodzące przez komorę. Następnie sprzęt opada na ziemię na spadochronach, a film w kamerze jest wywoływany, aby ukazać ślady promieni kosmicznych, które występują 32 kilometry nad ziemią w stratosferze.

Na rysunku 2-7 widać licznik Geigera umieszczony nad komorą. Choć go nie widać, pod komorą znajduje się również kolejny. Oba urządzenia tworzą teleskop, który służy jako detektor, wykrywając przechodzenie przez komorę określonego rodzaju promieniowania kosmicznego. Gdy licznik Geigera wykryje promień, uruchamia kamerę, która wykonuje zdjęcie promienia przechodzącego przez komorę.

Rysunek 2-6.
NOWOCZESNA KOMORA MGŁOWA DO BADAŃ.
Zdjęcie przedstawia cylindryczną komorę używaną na Uniwersytecie Columbia. Szczegóły w tekście.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Uniwersytetu Columbia.

Rysunek 2-7.
KOMORA CHMUROWA DO UŻYTKU W STRATOSFERZE.
Urządzenie jest całkowicie automatyczne i wykorzystuje licznik Geigera do „wyzwolenia” ekspansji. Po wysłaniu w górę w gondoli balonu, urządzenie jest zamknięte w aluminiowej kuli o średnicy około 1,2 metra.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Wydziału Fizyki Uniwersytetu Minnesoty.

CZĄSTKI BETA w  KOMORZE MGŁOWEJ

Wymaga pewnych umiejętności, aby wyregulować komorę chmurową Gilberta tak, aby uzyskać odpowiednią ilość cieczy i właściwe rozszerzenie, aby uzyskać dobre, wyraźne ślady beta. Ślady alfa (jak niewątpliwie odkryłeś) są łatwe do zobaczenia w komorze. Obróć gumowy korek, który trzyma źródło alfa, tak aby źródło alfa było zanurzone w cieczy. Następnie zamontuj źródło beta na szklanej ścianie komory za pomocą taśmy klejącej. Zobacz 1f, możesz wykryć ślady beta. Wypróbuj również źródło beta w odległości około 30 cm i na poziomie cieczy. Wiele cząstek beta zostanie pochłoniętych przez szklaną ścianę komory, ale ponieważ nasze źródło beta wytwarza bardzo energetyczne promienie, możesz być pewien, że całkiem sporo z nich przejdzie do komory. Nie bądź zbyt rozczarowany, jeśli nie zobaczysz śladów beta. Będzie to osiągnięcie, jeśli je zobaczysz.

Możesz zwiększyć widoczność śladów cząstek, „podkręcając” światło w komorze. Jednym ze sposobów jest zdobycie pary żarówek samochodowych i włożenie ich w miejsce żarówek latarki. (Wymaga to baterii 6 V). Zamiast trzymać je włączone przez cały czas, możesz umieścić przełącznik w obwodzie lampy, aby migały światłami, gdy komora się rozszerza.

C.d.n.

***

Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo 

Zabawka Gilbert U-238 Atomic Energy Laboratory - cz. I

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/toys/gilbert-u-238-atomic-energy-lab.html

Ta amerykańska zabawka z 1950 roku powraca niczym bumerang w internetowych zestawieniach najbardziej niebezpiecznych zabawek wszechczasów i budzi najwięcej emocji, szczególnie przy obecnej radiofobii. Stanowi też świetną pożywkę dla różnego rodzaju sensacyjnych artykułów, jak choćby poniższy:

https://www.tmz.com/2024/12/05/uranium-most-dangerous-toy-kit-for-sale-auction/

Od lektury innych [LINK] dosłownie krwawią oczy (i mózg).

Atomic Energy Laboratory jest przedstawiane niekiedy w tak doborowym towarzystwie, jak:

• rzutki wbijające się dzieciom w głowy (Lawn Darts)
• duszące miniaturowe hamaki z EZ Sales
• lalki odgryzające palce (Cabbage Patch Dolls)
• latające tancerki powodujące rany cięte (Sky Dancers)
• pistolety na kapiszony wyskakujące z klamry od paska (Masterson Deringer Belt Gun)
• zestawy do odlewania figurek z toksycznej masy plastycznej (Creepy Crawlers)
• armatka na kulki z flagą Skonfederowanych Stanów Ameryki (Johnny Reb Cannon)
• kosmiczna wyrzutnia rakiet, które mogły zostać połknięte (Battlestar Galactica Missile Launcher)
• miniaturowe motocykle z zacinającą się manetką gazu (Fisher-Price Power Wheels Motorcycle)

Powyższe zestawienie pojawiło się w popkulturowym czasopiśmie Radar Online w 2006 roku [LINK], a wspomniany U-238 Atomic Energii Laboratory zajął drugie (!) miejsce, między Lawn Darts a hamakami z EZ Sales. Samo zestawienie, dla większej obiektywności, pomijało zabawki, które ewidentnie mogły zrobić krzywdę, jak wiatrówki, proce czy gwiazdki do rzucania. Niektóre pozycje są nieoczywiste, jak choćby Battlestar Galactica Missile Launcher, którego kształt zachęcał dzieci do brania do ust (!), co mogło skutkować zadławieniem przez wystrzelony pocisk. Ale to tak na marginesie, wróćmy do naszego zestawu.

U-238 Atomic Energy Laboratory został wprowadzony na rynek przez firmę A. C. Gilbert, która już miała w ofercie zestawy chemiczne, mikroskopowe [LINK] oraz "małego konstruktora" nazwanego "Erector". Właściciel firmy, Alfred Carlton Gilbert, uważał, że zabawki powinny ukierunkowywać zainteresowania dzieci i budować "silny amerykański charakter". Opracowanie "atomowego laboratorium" miało zachęcać do poznania tajników energii jądrowej, ukazywać jej pokojowe zastosowanie i osłabiać lęk, jaki zaczynał się budzić w społeczeństwie z powodu użycia broni jądrowej w Hiroszimie i Nagasaki oraz późniejszych prób nuklearnych. 

https://rarehistoricalphotos.com/gilbert-u-238-atomic-energy-lab-kit-for-kids/

Cena w 1950 r. wynosiła 50 dolarów, czyli ok. 675 obecnych dolarów, była więc dość wysoka i najprawdopodobniej przyczyniła się do niskiego popytu. Kilka sztuk zakupił Uniwersytet Columbia. Alfred Gilbert jako przyczynę niepowodzenia uznał zbytnie skomplikowanie zestawu, nadającego się bardziej dla uczniów szkół średnich i studentów niż dla dzieci.

Zestaw pozostawał w katalogu firmy do 1951 r., a w następnym roku został zastąpiony przez No. 11 Gilbert Chemistry Atomic Energy Set. Nowy zestaw był dużo większy, jednak fizyka jądrowa stanowiła zaledwie mały fragment (spintaryskop, ruda uranu i podręcznik), reszta dotyczyła chemii. W latach 1952-1953 jeszcze reklamowano w gazetach stary zestaw, ale były to wyprzedaże zapasów magazynowych po obniżonych cenach. 

https://rarehistoricalphotos.com/gilbert-u-238-atomic-energy-lab-kit-for-kids/

Dziś takie zestawy, bardzo rzadkie na rynku kolekcjonerskim, osiągają zawrotne ceny.

Warto tu jeszcze wspomnieć o poprzedniku zestawu Gilberta, wypuszczonym w 1947 r. na rynek przez jego konkurenta, firmę Porter Chemical Company. Był to głównie rozbudowany zestaw chemiczny, ale z istotnym komponentem jądrowym. Występował w dwóch wersjach:

• Chemcraft chemistry kit No. 10 - cena 10 dolarów, w zestawie ruda uranu, spintaryskop z radem i książeczką “The Story of Atomic Energy”
• Chemcraft chemistry kit No. 25 - cena 25 dolarów, w zestawie dodatkowo "radioactive screen", który mógł służyć m.in. do badania wpływu promieniowania na materiały światłoczułe:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/toys/porter-atomic-energy-kit.html

Tyle tytułem wstępu, wróćmy do naszego tematu, czyli U-238 Atomic Energy Laboratory. 

Komplet zawierał następujące elementy:

• dozymetr z zasilaniem bateryjnym
• komora mgłowa z wbudowanym źródłem alfa (polon-210, t 1/2=138 dni)
• elektroskop
• spintaryskop
• minerały uranu: torbernit, uraninit, autunit i karnotyt, z których tylko autunit nie był zaplombowany, ponieważ nie wykazywał tendencji do kruszenia się (przynajmniej nie w takim stopniu jak trzy pozostałe)
• źródła: beta-alfa (Pb-210, t 1/2=22,3 roku), beta (prawdopodobnie Ru-106, t 1/2=374 dni), gamma (Zn-65, t 1/2=244 dni)
• kulki do budowania modeli cząstek
• instrukcja obsługi (Gilbert Atomic Energy Manual)
• komiks "Dagwood splits the atom"
• podręcznik "Prospecting for uranium" (1949) wydany przez Atomic Energy Commision i US Geological Survey
• katalog zabawek firmy Gilbert 

Przyjrzyjmy się niektórym elementom zestawu:

• Dozymetr, a właściwie indykator promieniowania. Bardzo prosta konstrukcja ze słuchawką i lampką neonową do indykacji impulsów. Zasilanie z jednej baterii R-20 (D), obok słoiczek z rudą uranu:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/toys/gilbert-geiger-counter.html

Licznik był sprzedawany także osobno w okresie boomu na poszukiwanie rudy uranu, tzw. uranowej gorączki:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/toys/gilbert-geiger-counter.html

• Źródła promieniowania typu zamkniętego emitowały promieniowanie alfa, beta i gamma - pierwsze do obserwowania za pomocą spintaryskopu, drugie i trzecie do testów przenikliwości i zasady odwrotnych kwadratów:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/toys/gilbert-u-238-atomic-energy-lab.html

Jak widać, źródła te mają dosyć krótki czas połowicznego rozpadu, co według instrukcji spowoduje pogorszenie ich właściwości w ciągu 1-50 lat (!). W rzeczywistości całkowity zanik izotopu wystąpi: 

• Pb-210, t 1/2=22,3 roku czyli po 223 latach, 
• beta (Ru-106, t 1/2=374 dni - po 10 latach
• gamma Zn-65, t 1/2=244 dni - po 7 latach
• Po-210, t 1/2=138 dni - po 3,7 latach

Producent przewidział więc możliwość wymiany, ale tylko po wypełnieniu kuponu dołączonego do zestawu, w którym trzeba było zaznaczyć rodzaj źródła (alfa, beta, gamma, źródło z komory mgłowej) i zapytać o koszt oraz datę wysyłki:

https://www.orau.org/health-physics-museum/collection/toys/gilbert-u-238-atomic-energy-lab.html

Sądząc z krótkiego czasu obecności tych zestawów na rynku, żaden użytkownik nie zdążył wypełnić druku tego zamówienia. Do chwili obecnej przetrwała tylko aktywność ołowiu-210, pozostałe izotopy całkowicie uległy rozpadowi (przyjmuje się 10 okresów połowicznego rozpadu).

• Komora mgłowa Wilsona była omawiana przeze mnie na blogu kilka lat temu, więc tutaj tylko wspomnę, że pozwala ona śledzić tory cząstek naładowanych i kwantów gamma, które w atmosferze pary przesyconej zostawiają ślady, przypominające smugi kondensacyjne samolotów:

Fot. Science History Institute, licencja https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gilbert_cloud_chamber_pp_2006.069.035.jpg

https://digital.sciencehistory.org/works/x07gxrp/viewer/bmwxeei

Źródłem promieniowania był polon-210 naniesiony na cienki pionowy drucik:

https://digital.sciencehistory.org/works/x07gxrp/viewer/as169pe

Cząstki alfa emitowane przez polon powodowały kondensację par alkoholu, dając w efekcie rozchodzące się promieniście ślady. Szczegóły instrukcji obsługi komory przedstawię w drugiej części wpisu. 

• Kolejne elementy to spintaryskop i elektroskop, niestety nie znalazłem osobnych fotografii, umieszczam więc zdjęcie całego zestawu:

https://rarehistoricalphotos.com/gilbert-u-238-atomic-energy-lab-kit-for-kids/

W dalszej części przedstawię przetłumaczony oryginalny podręcznik użytkownika. Z uwagi na dużą objętość tekstu, podzielę go na trzy części. W pierwszej umieszczę rozdział opisujący eksperymenty z dozymetrem, w drugiej komorę mgłową, w trzeciej spintaryskop i inne elementy. Tekst jest przetłumaczony automatycznie, z niewielkimi moimi korektami.

SEKCJA 1

BADANIA Z LICZNIKIEM GEIGERA

Jedną z pierwszych rzeczy, która Cię zaintryguje po otwarciu Laboratorium Energii Atomowej, jest licznik Geigera, znajdujący się w prawym górnym rogu pudełka.

Aby uruchomić licznik Geigera, wykonaj następujące kroki. Najpierw zdejmij okrągłą zaślepkę z górnej części licznika, aby zainstalować baterię. Następnie włóż jedną z baterii latarki w to miejsce, upewniając się, że biegun dodatni baterii jest skierowany w dół. (Biegun dodatni można rozpoznać po małym okrągłym trzpieniu pośrodku). Teraz poszukaj włącznika/wyłącznika znajdującego się na górze obudowy. Przełącz licznik Geigera w pozycję „włączony” i poczekaj, aż się nagrzeje. Jest gotowy do użycia.

Możesz używać licznika Geigera na dwa sposoby: (a) Możesz zliczać liczbę błysków w lampie neonowej, która jest zamontowana na równi z gumową uszczelką w pokrywie pudełka. (b) Możesz słuchać kliknięć w słuchawkach.

W "Laboratorium Energii Atomowej" znajdziesz kilka małych plastikowych źródeł promieniowania. Jedno z nich jest oznaczone jako „Radioactive Standard-Gamma Source”. Wyjmij to źródło z laboratorium i zbliż je do licznika Geigera. Zauważysz wtedy, że liczba błysków lub kliknięć będzie gwałtownie rosnąć, aż trudno będzie je policzyć. Wyjęcie źródła spowoduje spowolnienie dźwięku kliknięcia lub migania światła. Później omówimy szczegółowo, czym są kliknięcia i błyski oraz co oznaczają. Na razie powiemy tylko, że każde kliknięcie lub błysk odpowiada wykryciu promienia radioaktywnego przechodzącego przez licznik Geigera.

Jedną z rzeczy, które możesz natychmiast zrobić za pomocą licznika Geigera, jest wykrycie ukrytego źródła promieniowania. Niech ktoś z rodziny ukryje źródło promieniowania gamma, gdy jesteś w innym pokoju. Następnie, używając fretki, zbadaj pomieszczenie. Wkrótce, zauważając zwiększoną liczbę błysków lub trzasków, będziesz w stanie zlokalizować ukryte źródło.

Jeśli posiadasz zegarek naręczny, kieszonkowy lub inny luminescencyjny materiał, spróbuj zbliżyć go do licznika Geigera. Przekonasz się, że licznik Geigera wykryje te obiekty. W rzeczywistości wiele przedmiotów codziennego użytku jest radioaktywnych. Niektóre z nich mają rzeczywiście bardzo dużą intensywność.

Na temat radioaktywności krąży tak wiele nieprawdziwych informacji, że zatrzymujemy się tutaj, aby zapewnić Ciebie i Twoich rodziców, że dostarczone Wam źródła radioaktywne nie są w żaden sposób niebezpieczne. Zostały one starannie zaprojektowane przez czołowych naukowców w kraju, aby były pouczające i nieszkodliwe. Zapewniamy, że codzienny kontakt ze źródłami radioaktywnymi dostarczonymi wraz z Laboratorium Energii Atomowej nie wyrządzi Ci żadnej szkody.

Rysunek 1-1 przedstawia wnętrze licznika Geigera. Zauważysz długą, smukłą rurkę, która jest podtrzymywana przez dwie miedziane elektrody. Ta rurka to…

Urządzenie, które wykrywa promienie penetrujące i jest znane jako licznik Geigera-Muellera . Teraz, gdy masz już widok licznika Geigera od wewnątrz, możemy wyjaśnić, dlaczego urządzenie brzęczy, gdy przełącznik jest włączony.

Chociaż licznik Geigera-Muellera wymaga prawie tysiąca woltów do prawidłowego działania, naszym jedynym źródłem zasilania jest bateria latarki o napięciu 1,5 V. Oto sposób, w jaki uzyskujemy niezbędne wysokie napięcie z naszego źródła niskiego napięcia. Po pierwsze, mamy wibrator. To proste urządzenie rozdziela prąd stały z suchego ogniwa i przekształca go w prąd pulsujący. Zauważysz, że na wibratorze nawinięte są dwie cewki, które razem tworzą transformator. Gdy prąd pulsujący wpływa do transformatora, jest on wzmacniany z niskiego napięcia do wysokiego, wystarczającego do zasilania licznika Geigera-Muellera.

Każdy, kto używa latarki bez przerwy, wie, że bateria się zużywa. Podobnie licznik Geigera przestanie działać, jeśli będzie używany nieprzerwanie przez kilka godzin. Nie oznacza to, że urządzenie się przepaliło. Oznacza to po prostu, że należy wymienić baterię latarki. Każda podobna bateria do latarki będzie odpowiednia. Tak jak latarka będzie działać tygodniami, jeśli będzie używana tylko przez krótki czas, tak samo licznik Geigera będzie działał długo na jednej baterii, jeśli będzie używany tylko przez krótki czas każdego dnia. Należy wyjąć baterię latarki z licznika, jeśli nie będzie używany przez dłuższy czas. Zapobiegnie to wyciekowi baterii w liczniku i zapewni dłuższą żywotność baterii. Firma AC Gilbert wyprodukowała tysiące liczników Geigera i chociaż dołożyła wszelkich starań, aby każdy licznik Geigera dotarł do Ciebie w stanie roboczym i pozostał w takim stanie, docenia fakt, że…

...spośród tysięcy tych wrażliwych instrumentów niektóre po pewnym czasie przestaną działać. Oto, co należy zrobić, jeśli instrument nie działa prawidłowo.

1) Upewnij się, że przełącznik „On” jest ustawiony w pozycji „On”.

2) Upewnij się, że bateria nie jest zużyta. W razie wątpliwości wymień ją na zapasową lub nową.

Jeśli po wykonaniu tych czynności kontrolnych nie słychać buczenia wibratora, istnieje prawdopodobieństwo, że wibrator uległ uszkodzeniu lub awarii. Może się jednak zdarzyć, że wibrator będzie działał prawidłowo, ale urządzenie nie będzie reagowało na radioaktywne źródło promieniowania gamma. Upewnij się, że używasz właśnie tego źródła. Jeśli neonówka w ogóle nie miga, licznik wymaga naprawy. Jeśli neonówka miga niemal bez przerwy przy braku źródła promieniowania, również wymaga naprawy. Nie próbuj potrząsać pudełkiem ani w żaden inny sposób naprawiać licznika Geigera. Zwróć go do firmy AC Gilbert Company zgodnie z instrukcjami podanymi w załączniku.

POMIAR PROMIENIOWANIA ZA POMOCĄ LICZNIKA GEIGERA

Choć ciekawie jest bawić się licznikiem Geigera, szukając ukrytych źródeł promieniowania i prezentując go znajomym, o wiele ciekawsze jest wykonywanie rzeczywistych pomiarów, niczym naukowiec. Aby to zrobić, potrzebujemy zegarka z ruchomą wskazówką sekundową. Zacznijmy od sprawdzenia, jak zachowuje się nasz licznik Geigera, gdy w pobliżu nie ma materiałów radioaktywnych. Częstotliwość zliczania bez źródeł promieniowania nazywana jest naturalnym tłem urządzenia. Bardzo ważne jest, aby znać wartość tła i okresowo ją sprawdzać, aby upewnić się, że urządzenie działa prawidłowo. Rejestruj liczbę zliczeń w każdym 15-sekundowym okresie przez pięć minut. Twoje dane powinny wyglądać mniej więcej tak, jak przedstawiono w poniższej tabeli:

5

---

	0-15 sekund	15-30 sekund	30-45 sekund	46-50 sekund	Całkowita liczba sekund
1. minuta	3	4	2	3	12
2. minuta	5	4	3	5	17
3. minuta	4	4	3	3	14
4. minuta	3	3	5	3	14
5. minuta	5	3	5	4	17
					Razem 74

Aby uzyskać średnie tempo zliczania, należy podzielić całkowitą liczbę 74 przez przedział czasu, uzyskując w ten sposób około 15 zliczeń na minutę. Należy pamiętać, że w ciągu jednej minuty tempo zliczania może wahać się od 17 do 12. To jasno pokazuje, że aby uzyskać wiarygodną średnią, musimy zliczać przez wystarczająco długi czas, aby wyeliminować wahania występujące w krótkich przedziałach czasu.

Możesz przeprowadzić ciekawy eksperyment, po prostu zapisując na kartce papieru dokładny czas (odczyt ze stopera lub wskazówki sekundowej) każdego zliczania. Zbierz dane dla pięciu półminutowych interwałów. Uzyskane dane powinny wyglądać mniej więcej tak, jak pokazano poniżej:

1. minuta	2. minuta	3. minuta	4. minuta	5. minuta
5	3	2	4	1
9	7	5	8	7
13	11	11	18	14
19	18	13	24	21
24	23	21	29	27
30	25	23
	30	27
		30

LOSOWE WYSTĘPOWANIE LICZBY

Należy pamiętać, że wystąpienie kliknięcia jest całkowicie losowe; nie da się zaobserwować żadnej regularności co do czasu, w którym następuje kliknięcie.

GRAFICZNA REPREZENTACJA LOSOWEGO LICZENIA

Losowy charakter zliczania można również łatwo zauważyć na wykresie. Oto, co należy zrobić. Na kartce papieru milimetrowego zaznacz jednostkę, która ma reprezentować minutę i podziel tę minutę na mniejsze jednostki, które mają reprezentować sekundy. Teraz, używając zegarka, zmierz czas wystąpienia zliczeń licznika Geigera. Gdy każde zliczenie nastąpi, narysuj na wykresie linię odpowiadającą czasowi jego wystąpienia. Po upływie minuty zaznacz kolejny zestaw jednostek i powtórz powyższą procedurę. Po wykonaniu tej czynności cztery lub pięć razy, porównując wykresy, zauważysz, że wzór zliczeń na Twoich wykresach nie jest taki sam. To jest to, co nazywamy „losowym zliczaniem”.

Częstotliwość zliczania tła licznika Geigera powinna pozostać niemal stała, nawet jeśli pomiary wykonujesz w różne dni. Należy jednak upewnić się, że zawsze usuwasz źródła radioaktywne z otoczenia licznika podczas wykonywania tego pomiaru. Wskazane jest również, aby za każdym razem przeprowadzać eksperyment w tym samym miejscu. Wynika to z faktu, że wszystko wokół nas jest radioaktywne i przemieszczając się w różne miejsca, prawdopodobnie napotkamy różne poziomy radioaktywności. Nawet ludzkie ciało jest lekko radioaktywne. Powietrze, którym oddychamy, zawiera niewielkie ilości materiału radioaktywnego. Ziemia i materiały budowlane zawierają znacznie większe ilości pierwiastków radioaktywnych. Niezależnie od tego, gdzie się znajdujemy, nigdy nie możemy być całkowicie wolni od niewielkiej ilości radioaktywności. Tę resztkową częstotliwość zliczania nazywamy radioaktywnym tłem.

ŹRÓDŁA RADIOAKTYWNE

Być może użytkownik Laboratorium Energii Atomowej z niecierpliwością czeka na zbadanie właściwości źródeł radioaktywnych oznaczonych alfa, beta i gamma. Najpierw należy zbliżyć źródło oznaczone alfa do licznika. Należy pamiętać, że nie ma ono żadnego zauważalnego wpływu na licznik. Nie powinno to jednak przeszkadzać użytkownikowi, ponieważ źródło jest w pełni sprawne. Oznacza to, że rodzaj promieniowania emitowanego przez to źródło znacznie różni się od promieniowania gamma. Nazywamy je promieniowaniem alfa. Promienie alfa są łatwo absorbowane przez dowolną substancję stałą, a nawet w powietrzu, i nie są w stanie przeniknąć przez bęben licznika Geigera.

Źródło oznaczone jako beta ma wpływ na licznik Geigera. Aby je zaobserwować, źródło musi zostać umieszczone blisko licznika Geigera. Oczywiście promień emitowany z tego źródła jest bardziej przenikliwy niż promień alfa, ale nadal nie dorównuje silnemu promieniowaniu gamma. Promienie emitowane przez źródło beta nazywamy promieniami beta. Później dowiemy się, że promienie beta to po prostu elektrony o dużej prędkości. Na razie jednak skupimy się wyłącznie na promieniach gamma.

Można się świetnie bawić, grając w chowanego ze źródłem promieniowania gamma. Oczywiście, do gry potrzeba co najmniej dwóch osób. Osoba wybrana do odnalezienia źródła promieniowania gamma otrzymuje licznik Geigera i zostaje poproszona o poczekanie na zewnątrz pokoju, podczas gdy pozostali ukrywają źródło. Po ukryciu źródła, osoba z zewnątrz zostaje zaproszona do środka i poproszona o jego odnalezienie. Nagroda może zostać przyznana osobie, która znajdzie źródło w najkrótszym czasie.

JAK DALEKO MOŻNA WYKRYĆ ŹRÓDŁO?

Zobaczmy, jak daleko od źródła możemy się oddalić za pomocą licznika Geigera i nadal wykryć jego obecność poprzez zwiększoną częstotliwość zliczania. Aby wykonać ten eksperyment, umieść źródło na otwartej przestrzeni, powiedzmy w centrum dużego pokoju. Następnie połóż taśmę mierniczą w linii prostej od źródła. Zaczynając w odległości sześciu stóp od źródła, zmierz częstotliwość zliczania. Odkryjesz, że w tej odległości częstotliwość zliczania jest zbliżona do częstotliwości zliczania tła. Teraz przesuń źródło o stopę bliżej licznika Geigera. Rurka licznika Geigera wewnątrz licznika Geigera znajduje się prawie w całości pod napisem „Model U239” i jest to doskonałe miejsce do pomiaru. Możemy wtedy mówić o dokładnej odległości między źródłem a licznikiem. Przesuwaj źródło krokami o stopę lub pół stopy bliżej licznika Geigera. Zapisuj liczbę zliczeń na minutę dla każdej odległości. Powinieneś być w stanie wykonywać pomiary do sześciu cali od licznika Geigera.

W tym momencie tempo liczenia będzie bardzo wysokie. Liczba może przekroczyć 200 zliczeń na minutę. (Liczby na minutę są często skracane do odczytu cpm). Musisz użyć sztuczki, aby liczyć tak szybko. Na jednym z arkuszy danych narysuj duży krzyż, aby móc zapisywać dane w czterech grupach. W każdej ćwiartce lub sekcji krzyża narysuj kropkę ołówkiem dla wszystkich zliczeń występujących w odstępie 15 sekund. W ten sposób nie musisz kontynuować liczenia, ale po prostu stukać ołówkiem w papier za każdym razem, gdy nastąpi kliknięcie lub mignięcie. Dzieląc dane na cztery 15-sekundowe odstępy, możesz sprawdzić spójność swojego liczenia. W wolnym czasie możesz policzyć liczbę kropek w każdej ćwiartce i z odrobiną praktyki będziesz w stanie liczyć 200 cpm z niezłą dokładnością.

Od każdego odczytu odejmij częstotliwość zliczania tła. Dane powinny wyglądać następująco:

Dystans	Szybkość liczenia (CPM)
8 cali	236
1 stopa.	104
18"	43
2 stopy.	23
3 stopy.	10
Ponad 3 stopy.	Blisko liczby tła

Ponieważ częstotliwość zliczania faktycznie wyraża liczbę promieni gamma w danym punkcie, możemy nazwać ją intensywnością. W ten sposób uzyskaliśmy dane eksperymentalne dotyczące intensywności promieniowania gamma (liczba promieni na minutę) z małego źródła w różnych odległościach od tego źródła.

Zebraliśmy dane dla różnych odległości. Teraz naniesiemy te dane na wykres, aby móc odczytać intensywność lub tempo zliczania dla dowolnej odległości. W tym celu bierzemy kartkę papieru milimetrowego, najlepiej z dużymi kwadratami. Zaznaczamy na skali poziomej odległości w stopach, które reprezentują odległość dzielącą źródło od licznika w naszym eksperymencie. Następnie na skali pionowej zaznaczamy odpowiednie jednostki dla częstości zliczania.

Jeśli nie znasz techniki kreślenia punktów na papierze milimetrowym i nie jest dla Ciebie jasne, jak to zrobić, możesz zwrócić się o pomoc do nauczyciela przedmiotów ścisłych.

Aby nanieść nasze dane na wykres, bierzemy dany zestaw odczytów, powiedzmy 43 cpm przy 18 calach. Przesuwamy ołówkiem wzdłuż skali poziomej, aż znajdziemy 18 cali (1,5 stopy). Tutaj zaznaczamy punkt. Następnie prowadzimy linię ołówka w górę (równolegle do skali pionowej), zatrzymując się w punkcie naprzeciwko 43 na skali pionowej. Podobnie wyznaczamy punkty dla pozostałych zestawów danych, aż wszystkie dane zostaną naniesione na wykres. Teraz możemy ręcznie naszkicować gładką krzywą łączącą wszystkie te punkty.

Teraz możesz oszacować natężenie promieniowania gamma w dowolnym punkcie od sześciu do trzydziestu sześciu cali. Robi się to w następujący sposób. Z losowej odległości na podziałce poziomej narysuj linię w górę, aż przetnie ona krzywą. Od tego punktu narysuj linię równoległą do podziałki poziomej i pionową. W tym punkcie na podziałce możesz odczytać liczbę zliczeń na minutę, która jest przybliżoną liczbą zliczeń dla losowej odległości. W ten sposób odczytuje się natężenie 15 cpm z odległości 2,5 stopy. Rysunek 1-2 ilustruje zależność między odległością od licznika Geigera do źródła promieniowania gamma a liczbą zliczeń na minutę (cpm).

Związek pomiędzy intensywnością i odległością.

Najbardziej oczywistym faktem, którego można się nauczyć z krzywej na Rysunku 1-2, lub krzywej, którą narysowałeś, jest to, że natężenie (cpm) promieniowania gamma spada bardzo szybko wraz ze wzrostem odległości od źródła. Przyjrzyjmy się bliżej dokładnemu sposobowi, w jaki to natężenie spada i sprawdźmy, czy jest w tym jakiś sens lub uzasadnienie. Natężenie w odległości jednej stopy wynosi około 100. Jeśli podwoimy odległość, okaże się, że w odległości dwóch stóp natężenie spada do około 1/4 swojej wartości dla jednej stopy. Zatem podwajając odległość, zmniejszamy natężenie o współczynnik 4, czyli, innymi słowy, liczba zliczeń wynosi 1/4 liczby, gdy odległość jest wątpliwa. Jest tylko około 1/9 liczby zliczeń, gdy odległość jest potrojona. Przyjrzyj się swojej krzywej lub Rysunkowi 1-4, a zobaczysz, że to prawda. Zawsze, gdy wielkość zachowuje się w ten sposób, mówi się, że podlega prawu odwrotnych kwadratów.

Rysunek 1-3. ZROZUMIENIE PRAWA ODWROTNEGO KWADRATU

Prawo odwrotnych kwadratów sprawdza się nie tylko w przypadku promieniowania gamma. Dotyczy ono również promieniowania emitowanego przez zwykłe światło. Można się o tym przekonać, używając światłomierza, takiego jak światłomierz z bezpośrednim odczytem używany przez fotografów, i mierząc natężenie światła w różnych odległościach od żarówki. Powinno to potwierdzić Twoje doświadczenia z promieniowaniem gamma.

Patrząc na rysunek 1-3, można nieco wyraźniej zobaczyć, jak działa prawo odwrotnych kwadratów. Mamy źródło zlokalizowane w punkcie S. W pewnej dowolnej odległości, którą nazwiemy X, mierzymy liczbę zliczeń, czyli natężenie promieniowania. Załóżmy, że 100 promieni przechodzi przez obszar w odległości X od źródła. Patrząc teraz na kolejny obszar, który jest 2X, czyli dwa razy dalej od źródła niż pierwszy obszar, widzimy, że ma on obszar 4 razy większy niż pierwszy obszar.

Ponieważ 100 promieni nadal promieniuje w tym samym kierunku, okazuje się, że przechodzą one przez obszar czterokrotnie większy, podczas gdy w każdym małym fragmencie tego obszaru znajduje się tylko 1/4 promieni, co poprzednio. Można zatem wnioskować, że wraz z podwojeniem odległości, natężenie, czyli liczba promieni przechodzących przez tę samą przestrzeń, jest dzielona przez cztery, czyli 1/4. Ta sama sytuacja miałaby miejsce, gdyby odległość została potrojona, z tą różnicą, że wówczas powierzchnia byłaby 3 do kwadratu, czyli 9 razy większa, a natężenie byłoby dzielone przez 9, czyli stanowiłoby 1/9 pierwotnego natężenia.

Więcej o promieniach gamma

Eksperyment, który przeprowadziliśmy z promieniowaniem gamma, może nie dać tych samych danych wszystkim obserwatorom. Aby to sprawdzić, spróbuj wykonać te same pomiary, zmieniając lokalne warunki. Przeprowadź eksperyment najpierw na betonowej podłodze. Następnie ustaw źródło i licznik na dwóch kartonowych pudłach, aby eksperyment przeprowadzić w powietrzu, z dala od ciężkich materiałów, takich jak beton. Zaobserwujesz różnice, które będą zależeć od tego, jakie ciała stałe znajdują się blisko źródła promieniowania gamma i licznika Geigera. Promienie gamma mogą przenikać przez beton i są przez niego również rozpraszane.

Absorbowanie promieni gamma

Do tej pory badaliśmy wpływ odległości od źródła do licznika na częstotliwość zliczania. Teraz zwróćmy uwagę na problem wpływu różnych materiałów na częstotliwość zliczania. Jednym z najpowszechniejszych materiałów, jakie zazwyczaj mamy w domu, jest drewno, więc wykorzystamy je w naszym pierwszym eksperymencie pomiaru absorpcji promieniowania gamma.

Do tego eksperymentu najlepiej będzie wybrać kawałki drewna (jeśli nie masz go pod ręką, możesz użyć książek) o grubości jednego cala i większej niż szerokość i głębokość licznika Geigera. Przygotuj sprzęt zgodnie z rysunkiem 1-4. Najpierw nie umieszczaj między nimi żadnych drewnianych płyt.

Rysunek 1-4.
JAK PRZEPROWADZONO EKSPERYMENT ABSORPCJI PROMIENIOWANIA GAMMA

   

Rysunek 1-5.
WYKRES PRZEDSTAWIAJĄCY WPŁYW GRUBOŚCI DREWNA NA NATĘŻENIE

Ustaw licznik i źródło, zmierz częstotliwość liczenia i zapisz tę wartość w swoim notatniku, jak pokazano poniżej:

Grubość drewna	Szybkość liczenia (CPM)*
0 cali	115
3	86
4	69
6	44
8	35
10	27
12	14

* Odległość od licznika do źródła = 12 cali

Następnie włóż jeden kawałek drewna i dokładnie zmierz tempo zliczania. Powtarzaj ten pomiar dla każdego dodawanego kawałka drewna, aż tempo zliczania będzie tak niskie, że będzie prawie takie samo, jak tempo zliczania tła.

Analizując różne częstotliwości zliczania, możemy zauważyć, że intensywność promieniowania gamma gwałtownie spada. Aby podejść do tematu bardziej naukowo, musimy uciec się do graficznej reprezentacji uzyskanych w ten sposób danych.

Rysunek 1-5 pokazuje, jak skonstruować prosty wykres. Skala pozioma reprezentuje grubość drewna użytego jako absorber. Skala pionowa pokazuje tempo zliczania. Tak jak poprzednio, nanosimy każdy zestaw punktów na wykres, pamiętając, że musimy użyć skorygowanego tempa zliczania, czyli zmierzonej liczby zliczeń na minutę pomniejszonej o liczbę zliczeń tła. Po zaznaczeniu ciągu punktów na wykresie, rysujemy przez niego ciągłą linię, jak pokazano na rysunku 1-5.

Możesz zauważyć, że punkty połączone serią linii prostych utworzyłyby dość nierówną krzywą. Wynika to z niepewności pomiaru oraz efektów rozpraszania promieni gamma. Możesz uniknąć tego problemu, rysując na wykresie gładką krzywą, która wydaje się być najbliższa punktom.

Połowa grubości

Mając teraz płynną krzywą, możemy odczytać z wykresu natężenie dla dowolnej grubości drewna lub określić, jaka grubość drewna jest potrzebna do zmniejszenia początkowego natężenia (bez absorbera) o zadaną wartość. Grubość materiału absorbującego, która zmniejsza liczbę zliczeń na minutę o połowę, nazywana jest połową grubości. Przyjrzyj się rysunkowi 1-5, a zauważysz, że liczba zliczeń na minutę zmniejsza się o połowę przy grubości materiału absorbującego wynoszącej około 10,5 cm. Sprawdź utworzony wykres i określ połowiczną grubość materiału użytego jako absorber.

Choć być może nie zdawałeś sobie z tego sprawy podczas eksperymentu z absorpcją, ważne jest, aby źródło i instrument znajdowały się w stałej odległości od siebie. Gdyby eksperyment polegał na umieszczeniu absorbera między licznikiem a źródłem, nie uzyskano by prostej zależności między grubością absorbera a intensywnością. Za każdym razem, gdy dodawano by nowy absorber do „kanapeczki”, względna odległość, a tym samym częstotliwość zliczania, ulegałaby zmianie. Sam rozmiar absorbera ma pewien wpływ na obserwowaną intensywność, ponieważ część promieniowania ulega rozproszeniu, co komplikuje wynik.

Gdy promień gamma przelatuje przez materię, całkowicie ignoruje atomy materii, przez którą przechodzi; to znaczy, aż w końcu zderzy się z pojedynczym atomem. Następnie przekazuje całą swoją energię elektronowi w tym atomie. Następnie elektron zostaje szybko zatrzymany, ponieważ, w przeciwieństwie do promienia gamma, nie ignoruje wpływu otaczających go atomów. Kiedy promień gamma jest emitowany ze źródła gamma, może albo przejść przez ułamek cala w drewnie, albo może przejść przez wszystkie dwanaście cali. Średnio, biorąc pod uwagę zachowanie masy tysięcy promieni gamma, istnieje jednak większe prawdopodobieństwo, że promień gamma zostanie zatrzymany w pierwszych kilku warstwach absorbera.

Rysunek 1-6.

PORÓWNANIE RÓŻNYCH MATERIAŁÓW JAKO ABSORBERÓW. Powyżej przedstawiono połowiczne grubości drewna, wody, aluminium, żelaza i ołowiu. Zatem 3/4 cala żelaza pochłonie tyle samo promieniowania gamma, co 4 cale wody.

Różne rodzaje absorberów

Zobaczmy teraz, jak materiały inne niż drewno działają jako absorbery. Prawdopodobnie najłatwiejszym do zdobycia materiałem jest żelazo, a w niektórych przypadkach aluminium może być łatwo dostępne. Dobrym przykładem są takie przedmioty jak patelnia czy inne przybory kuchenne. Inne dostępne materiały, z którymi można eksperymentować, to cyna, szkło, naczynia, guma, plastik, tkanina, papier, piasek, cegła, ołów, mosiądz, kit i tak dalej.

Używając absorberów z dowolnego materiału, jaki możesz uzyskać, powtórz eksperyment absorpcji. Tak jak poprzednio, nanieś wyniki na wykres. Zauważ, że uzyskano ten sam rodzaj krzywej, co dla drewna, ale wartość połowy grubości dla żelaza lub aluminium jest znacznie mniejsza niż dla drewna. Jeśli masz dostępne arkusze ołowiu, będziesz mógł sprawdzić, że połowa grubości jest nadal mniejsza dla tego ciężkiego pierwiastka. Nasze użycie połowy grubości jest wygodną miarą, za pomocą której możemy porównać absorpcję promieniowania gamma w różnych materiałach. Dzięki temu możemy powiedzieć, że jeden cal drewna jest równoważny jednej dziesiątej cala ołowiu. Innymi słowy, ołów pochłania promieniowanie gamma 10 razy lepiej niż drewno. Teraz, gdybyśmy mieli dostęp do wszystkich różnych wspólnych pierwiastków i moglibyśmy przeprowadzić z nimi eksperymenty, moglibyśmy uzyskać dla nich połowy grubości i dokonać graficznego porównania, jak pokazano na rysunku 1-6.

Fizycy zazwyczaj używają skróconej jednostki do pomiaru energii promieniowania gamma. Jednostka ta nazywa się elektronowolt , a częściej używa się większej jednostki, miliona elektronowoltów. W skrócie oznacza to jeden MEV. Tę jednostkę będziemy stosować, omawiając promieniowanie gamma. Na przykład , nasze źródło promieniowania gamma w Laboratorium Energii Atomowej emituje promieniowanie gamma o energii 1,14 MEV.

Zaletą posiadania wygodnej jednostki do opisu promieniowania gamma jest to, że nie musimy już być tak ogólnikowi, jak na przykład: „W tym eksperymencie używamy miękkiego promieniowania gamma…”. Zamiast tego możemy być precyzyjni i powiedzieć: „Używamy promieniowania gamma o energii 0,35 MeV…”. Im większa wartość MeV promieniowania gamma, tym większa jest jego grubość połówkowa i tym większa jest jego zdolność penetracji. Promienie gamma o energii powyżej jednego MEV są zazwyczaj uważane za promienie wysokoenergetyczne.

RUDY RADIOAKTYWNE

Do laboratorium energii atomowej dołączone są cztery szklane butelki zawierające próbki rudy radioaktywnej. Próbka nr 100 zawiera fragmenty karnotytu pobrane z płaskowyżu Kolorado. Karnotyt ma jasnożółty kolor. Jednak Twoja próbka może mieć szarawy lub brązowawy odcień ze względu na obecność żelaza. Więcej informacji na temat występowania tej rudy znajdziesz w broszurze „Poszukiwanie uranu”.

Aby wykonać przybliżony pomiar radioaktywności próbki, umieść szklaną butelkę obok licznika Geigera, jak najbliżej rurki Geigera. Uzyskana szybkość zliczania będzie zależeć od stężenia radioaktywności w danej próbce. Powinna wynosić od 35 do 100 zliczeń na minutę.

Wykonaj ten sam test, aby określić radioaktywność pozostałych próbek i zanotuj dane w swoim notatniku. Prawdopodobnie okaże się, że karnotyt jest najbardziej aktywny z próbek, a autunit jest drugą pod względem aktywności radioaktywnej. Torbernit i uraninit będą dość słabe i mogą wykazywać jedynie około 50% radioaktywności tła.

Wszystkie te próbki, z wyjątkiem autunitu, zostały zamknięte w butelkach, aby uniemożliwić ich otwarcie. Autunit nie jest zamknięty i można wyjąć jego fragmenty ze słoika. Pozostałe próbki zostały zamknięte, ponieważ mają tendencję do łuszczenia się i kruszenia, a ryzyko rozproszenia radioaktywnej rudy w laboratorium byłoby wysokie. Spowodowałoby to podniesienie poziomu tła. Autunit jest wystarczająco twardy, aby nie kruszył się łatwo i można go dotykać poza pojemnikiem. Zaleca się jednak umieszczenie fragmentów rudy w cienkim papierowym worku, aby drobne fragmenty rudy nie zanieczyściły laboratorium.

Umieść zapakowany autunit obok licznika Geigera i ponownie zapisz szybkość zliczania. Powinieneś zauważyć bardzo wyraźny wzrost zliczania. Twoja szybkość zliczania powinna wzrosnąć około czterokrotnie lub pięciokrotnie. Jak możemy wyjaśnić ten duży wzrost? Prawdą jest, że rozłożyliśmy starą próbkę bardziej, tak aby większa jej część znajdowała się bliżej licznika Geigera. Nie wyjaśniałoby to jednak tak dużego wzrostu. Musimy stwierdzić, że ruda emituje pewien rodzaj promieniowania, które jest absorbowane przez grubą szklaną ściankę naszej butelki na próbkę. Możemy to zweryfikować, wsuwając szklaną płytkę między nasz licznik Geigera a ten autunit i ponownie określając szybkość zliczania. Tym razem okaże się, że spada, co pokazuje, że mieliśmy rację zakładając obecność innego łatwo absorbowalnego promieniowania. Ten rodzaj promieniowania składa się z promieni beta , które są również emitowane przez nasze źródło promieniowania beta.

Przedstawiamy promienie beta

Do tej pory nasze eksperymenty koncentrowały się głównie na promieniowaniu gamma. Celowo powstrzymaliśmy się od wprowadzenia źródła beta, aby nie wprowadzać w błąd poprzez napotykanie wielu nowych cząstek na wczesnym etapie eksperymentu. Teraz opiszemy promieniowanie beta bardzo krótko, pozostawiając bardziej szczegółowe omówienie tematu w następnym rozdziale.

Absorpcja cząstek beta

Najpierw zmierzmy absorpcję cząstek beta w lekkim materiale, takim jak tektura. Weź trochę sztywnej tektury, nie falistej i potnij ją na kilkanaście kawałków na tyle dużych, aby zakryły źródło promieniowania beta. Podeprzyj źródło promieniowania beta, przyklejając je taśmą do małego pudełka z papieru i skieruj je w stronę licznika Geigera, w którym znajduje się rurka licznika Geigera. Umieść licznik Geigera w odległości około 12 cali od źródła. W tej odległości uzyskasz częstotliwość zliczania wynoszącą około 100 lub więcej cpm. Teraz umieszczaj jeden kawałek tektury po drugim między źródłem a licznikiem, dokonując odczytu dla każdego dodanego absorbera. Odkryjesz, że jednocentymetrowa warstwa tektury (nieco większa niż 1/3 cala) pochłania większość promieniowania beta. Dwa razy więcej centymetrów tektury pochłania całkowicie promieniowanie beta. Użyj plastikowej linijki dostarczonej wraz z laboratorium energii atomowej, aby zamienić cale na centymetry.

W ramach kolejnego eksperymentu można zastąpić tekturę cienkimi arkuszami metalu i zauważyć, że cząstki beta są całkowicie zatrzymywane przez zaledwie siedem dziesiątych centymetra aluminium lub trzy dziesiąte centymetra żelaza. Z tego możemy wywnioskować, że nasz licznik Geigera w ogóle nie byłby w stanie wykryć promieniowania beta, gdyby rurka licznika Geigera była umieszczona w ciężkiej stalowej obudowie.

Pracując z licznikiem Geigera i źródłem promieniowania beta, często można zauważyć, że eksperyment da zagadkowy wynik lub że dwa eksperymenty, które powinny dać ten sam wynik, dadzą niespójne dane. Na przykład, jeśli umieścisz źródło promieniowania beta w określonej odległości od licznika Geigera i zawiesisz je w powietrzu, tak aby nic stałego nie znajdowało się w jego pobliżu, możesz zauważyć, że wyniki uzyskane z licznikiem Geigera znacznie różnią się od wyników uzyskanych ze źródłem umieszczonym na blacie stołu lub podpartym drewnem. Co więcej, nawet w powietrzu tor cząstki beta nie jest linią prostą, lecz nieregularną trajektorią. Dlatego podczas pomiarów absorpcji ważne jest, aby rozważyć, gdzie umieścić absorber względem źródła i licznika Geigera. Co więcej, rozmiar absorbera ma znaczenie, ponieważ wpływa on na rozpraszanie cząstek beta.

POSZUKIWANIE URANU

W wyniku rozwoju energetyki atomowej w czasie wojny, pierwiastek uran nabrał ogromnego znaczenia w naszych sprawach narodowych. Uran jest bardzo ciężkim pierwiastkiem metalicznym, ale nie występuje w naturze w postaci metalicznej. Niemniej jednak istnieje ponad 100 minerałów zawierających uran. Są one szeroko rozpowszechnione na powierzchni Ziemi. Istnieje jednak tylko kilka złóż rudy uranu bogatych w uran. Większość wydobytego uranu pochodzi z żył blendy smolistej zlokalizowanych w następujących miejscach: Shinkolobwe w Kongo Belgijskim, Eldorado w Kanadzie i Joachimsthal w Czechach. W tych lokalizacjach, zwłaszcza w Kongo Belgijskim, uran występuje w bardzo bogatych złożach.

Rysunek 1-7.  Młody poszukiwać sprawdza radioaktywność skały za pomocą licznika Geigera

Poszukiwacz wyposażony w licznik Geigera może wykorzystać swój instrument jako pomoc w odkrywaniu złóż rudy uranu. Istnieją jednak pewne trudności i nie powinieneś czuć, że możesz pospieszyć się i odkryć nowe złoża tej cennej rudy. Po pierwsze, chociaż uran jest stosunkowo powszechnym pierwiastkiem (w porównaniu choćby z ołowiem pod względem zawartości), zwykle występuje w bardzo małych stężeniach, co utrudnia jego wykrycie. Po drugie, ruda może być przykryta skałą nieradioaktywną, w którym to przypadku radioaktywność samej rudy jest tłumiona przez absorpcję w tej skale. Broszura zatytułowana „Poszukiwanie uranu” dołączona do Laboratorium Energii Atomowej zawiera szczegółowe informacje na temat poszukiwań uranu. Broszura ta jest oficjalną broszurą przygotowaną wspólnie przez Komisję Energii Atomowej i Służbę Geologiczną Stanów Zjednoczonych (USGS). Niezależnie od tego, gdzie się udasz na powierzchni Ziemi, przekonasz się, że Twój licznik Geigera nigdy nie traci stałej częstotliwości zliczania tła. Zasadniczo ta częstotliwość tła nie różni się znacząco w zależności od miejsca, chociaż jeśli staniesz w pobliżu złoża blendy smolistej, częstotliwość wzrośnie. Jeśli nie weźmiemy pod uwagę takiego szczególnego przypadku, wiemy, że tło jest zazwyczaj dość stałe. Musi to być spowodowane promieniowaniem w bezpośrednim otoczeniu licznika.

Załóżmy, że wypiszemy różne źródła promieniowania, które mogą powodować kliknięcia w liczniku Geigera:

1) Wiemy, że radioaktywność w Ziemi bombarduje licznik.

2) Wiemy, że materiały budowlane zawierają niewielką ilość substancji radioaktywnych, które również wpływają na częstotliwość występowania odbić.

3) Wiemy, że materiały zawarte w liczniku Geigera są w niewielkim stopniu radioaktywne i powodują zliczenia.

4) Na koniec wiemy, że w powietrzu i wśród ludzi znajduje się niewielka ilość materiałów radioaktywnych, co może mieć wpływ na szybkość liczenia.

EKRANOWANIE

Aby wyeliminować niektóre z tych źródeł radioaktywności, otoczmy licznik Geigera warstwami ciężkich substancji ze wszystkich stron. Przewód do słuchawek powinien być wyprowadzony z jednej strony materiału ekranującego, aby umożliwić pomiar częstotliwości zliczania. Ołów to idealny materiał do tego eksperymentu, ale ponieważ możesz go nie mieć w domu, możesz zastąpić go innym materiałem, takim jak żelazo lub miedź. Jeśli mieszkasz w mieszkaniu i nie masz pod ręką takich materiałów, możesz przeprowadzić eksperyment w szkolnym laboratorium naukowym. Osłonięcie licznika ze wszystkich stron warstwą ołowiu o grubości około 2,5 cm lub grubszą warstwą materiału o mniejszej gęstości powinno zmniejszyć promieniowanie ze źródeł znajdujących się w pobliżu licznika. Oczywiście nie będzie to stanowiło ochrony przed materiałami radioaktywnymi w samym liczniku, ale możemy łatwo wykazać, używając innego licznika Geigera, że ​​radioaktywność samego urządzenia jest bardzo mała.

Dokonaj dokładnego pomiaru tempa liczenia z założoną osłoną. Licz przez co najmniej 10 minut, aby uzyskać dobrą średnią częstotliwość. Następnie wykonaj podobny pomiar tempa liczenia – bez osłony wokół licznika. Powinieneś uzyskać wyraźny spadek tempa liczenia, gdy…ekranowanie jest na miejscu. Dokładna wartość spadku będzie zależeć od ilości i rodzaju ekranowania, ale generalnie gruba osłona ze wszystkich stron powinna zmniejszyć częstotliwość zliczania o około jedną trzecią.

Skoro udało nam się skutecznie zredukować wpływ promieniowania z otoczenia, zasadne jest pytanie, co rejestruje licznik Geigera, gdy jest ekranowany. Można by podejrzewać, że przyczyną może być radioaktywność w materiale ekranującym, ale z doświadczenia wiemy, że ołów nie jest radioaktywny, więc możemy wyeliminować ten czynnik jako przyczynę. Co zatem pozostaje nam jako przyczyna pozostałych kliknięć licznika Geigera?

Najwyraźniej promieniowanie, które nadal powoduje klikanie licznika Geigera, nawet z bardzo grubymi warstwami ołowiu lub żelaza wokół niego, jest znacznie bardziej przenikliwe niż promienie emitowane przez nasze źródła radioaktywne. Naukowcy, tacy jak Robert A. Millikan i Arthur H. Compton, poświęcili większość swojego życia badaniom tych niezwykle przenikliwych promieni, które nazwiemy promieniami kosmicznymi . Promienie te różnią się swoją naturą od promieni gamma. W rzeczywistości są to cząstki subatomowe poruszające się z bardzo dużą prędkością. Te nowe cząstki nazywane są mezonami , choć czasami używa się również nazwy mezotron.

LICZENIE NA SZCZYCIE GÓRY

Na początek możemy poeksperymentować na szczycie góry. Samo wzgórze lub niewielkie wzniesienie nie wystarczą. Góra musi mieć ponad kilka tysięcy stóp wysokości, aby uzyskać zauważalny efekt. Niektórzy z Was mogą wybrać się w góry latem. Jeśli tak, zabierzcie ze sobą licznik Geigera – przyda się on również podczas poszukiwań. Przed wyruszeniem w podróż sprawdźcie tempo zliczania w punkcie startowym lub, jeśli to możliwe, na poziomie morza. W miarę jak będziecie w górach, sprawdzajcie tempo zliczania na każdej wysokości. W Denver lub w miejscach o podobnej wysokości zauważycie, że tempo zliczania jest znacznie wyższe niż na poziomie morza. W miarę jak będziecie się przemieszczać na coraz wyższe wysokości, tempo zliczania będzie rosło szybciej.

LICZENIE W SAMOLOCIE

Współczesne samoloty komercyjne zazwyczaj poruszają się na dość dużych wysokościach, szczególnie podczas podróży o dowolnej długości. Jeśli wybierasz się w podróż lotniczą, koniecznie zabierz ze sobą licznik Geigera. Możesz zapytać stewardesę o różne wysokości podczas wznoszenia lub nurkowania samolotu, a być może kapitan pozwoli Ci wejść do kokpitu, gdzie sam będziesz mógł odczytać wysokość. Zachowaj ostrożność podczas pomiarów, aby uzyskać odczyt tła na poziomie morza, ponieważ wiele samolotów ma liczne wskaźniki promieniowania na desce rozdzielczej i, w mniejszym stopniu, w całej kabinie. Zauważysz, że na dużych wysokościach licznik jest dość wysoki. Ten wzrost częstotliwości zliczania jest spowodowany promieniowaniem kosmicznym.

Rysunek 1-9.
EKSPERYMENTOWANIE Z LICZNIKIEM GILBERTA GEIGERA.

19

---

OKRES PÓŁTRWANIA

Innym ważnym terminem, często używanym w fizyce jądrowej, jest okres półtrwania. Rysunek 1-8, krzywa rozpadu, ilustruje znaczenie okresu półtrwania. Okres półtrwania materiału to okres, w którym połowa początkowej ilości materiału radioaktywnego zniknie. Zatem rozpad 100 atomów U-238 zajmie 4,5 miliarda lat, tak że pozostanie tylko 50. Po kolejnych 4,5 miliarda lat obecnych będzie tylko 25 z początkowych 100 atomów U-238.

Rysunek 1-8.

KRZYWA ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO.

Wszystkie atomy radioaktywne podlegają pewnym regułom rozpadu, zmniejszając swoją aktywność o 50% pod koniec pierwszego okresu półtrwania i o kolejne 50% pod koniec drugiego okresu półtrwania. Zatem jedna krzywa ma zastosowanie do wszystkich atomów, niezależnie od tego, czy żyją długo, czy bardzo krótko. Dla jasności uwzględniono zestaw wartości dla cezu-134 o 3-godzinnym okresie półtrwania.

Wszystkie atomy radioaktywne podlegają tej samej zasadzie rozpadu, zmniejszając aktywność o 50% pod koniec pierwszego okresu półtrwania i o kolejne 50% pod koniec drugiego okresu półtrwania. Zatem jedna krzywa ma zastosowanie do wszystkich atomów, niezależnie od tego, czy żyją długo, czy bardzo krótko. Dla jasności uwzględniono zestaw zaworów dla cezu-134 o 3-godzinnym okresie półtrwania.

Niektóre substancje radioaktywne mają bardzo krótki okres półtrwania. Na przykład, w szeregu uranowym, rad C' ma okres półtrwania wynoszący 1/6000 sekundy. Z kolei tellur 130 ma okres półtrwania wynoszący 1,56 biliona lat.

Ogromny zakres wartości okresu półtrwania, od miliardów lat do miliardowych części sekundy, jest kolosalny. Jednak to samo zachowanie, jeśli chodzi o rozpad, obserwuje się w przypadku atomów o najdłuższym i najkrótszym okresie życia. Rozważmy jako przypadek szczególny emiter radioaktywny o okresie półtrwania wynoszącym 3 godziny. Ponieważ będziemy mieli do czynienia z bardzo dużą liczbą atomów, nie jest wygodnie mówić o milionie czy miliardzie atomów, ponieważ jednostki te w wielu przypadkach byłyby zbyt małe dla naszych celów. Jeden gram radu emituje 37 miliardów cząstek alfa na sekundę, a fizycy postanowili użyć tej wartości jako standardu i nadać jej nazwę „jeden kiur” na cześć odkrywców radu.

Mniejszymi jednostkami są milicurie (w skrócie mCi) i mikrocurie (µCi) , odpowiadające odpowiednio 1/1000 i 1/1 000 000 Ci. Później zgłębimy znaczenie tej jednostki radioaktywności, ale na razie powinniśmy traktować ją jedynie jako jednostkę informującą o tym, ile radioaktywności zawiera próbka materiału.

Źródło - http://science-notebook.com/gilb-atomic01.html

C.d.n.

***

Zachęcam też do wspierania bloga, zarówno pośrednio, poprzez zakup dozymetrów [LINK], jak i bezpośrednio, przez Patronite lub BuyCoffeeTo