Książka "Domowe laboratorium naukowe"

W książce Domowe laboratorium naukowe możemy znaleźć wiele ciekawych eksperymentów z zakresu fizyki, chemii, biologii, geografii czy meteorologii. Skromny rozdział poświęcono również fizyce jądrowej. Wśród proponowanych doświadczeń jest symulator datowania izotopowego, spintaryskop, dozymetr elektrooptyczny oraz komora mgłowa. Chciałbym się pochylić nad proponowanym projektem spintaryskopu, gdyż jego realizacja jest wyjątkowo niebezpieczna.

Otóż autorzy sugerują, by zdrapać (!) farbę świecącą ze starego zegara, zmieszać z siarczkiem cynku i umieścić w pudełku z soczewką. Oczywiście dla porządku informują o niebezpieczeństwie skażenia i zatrucia, zalecają mycie rąk itp., ale wiadomo, że takich ostrzeżeń nikt nie czyta, a jak czyta, to i tak nie bierze poważnie. Tymczasem nawet niewidoczna gołym okiem drobinka farby może dostać się do dróg oddechowych albo prysnąć poza stanowisko robocze i skazić pomieszczenie. Wypadek taki może zajść nawet przy bardzo ostrożnej pracy, a tym bardziej, gdy eksperyment wykonuje "narwana" młodzież. Do tego dochodzi skażenie narzędzi - nożyk umyjemy gąbką do naczyń, którą potem będziemy myć talerze? A co ze ściekami? Rad należy do IV, najwyższej grupy radiotoksyczności, a przyjęty drogą oddechową jest znacznie bardziej szkodliwy niż spożyty. Prace z tego typu izotopami można wykonywać jedynie w pracowniach izotopowych w specjalnych komorach rękawicowych. Tyle ostrzeżeń. 

Teraz druga kwestia. Autorzy pytają, czy intensywność świecenia zmniejsza się wraz z upływem czasu i jak długo taki spintaryskop może działać, sugerując wpływ czasu połowicznego rozpadu. Otóż w przypadku radu, czas ten nie ma żadnego znaczenia, gdyż wynosi 1600 lat. Stopniowy spadek liczby błysków światła wynika ze zniszczenia struktury kryształów siarczku cynku i postępuje znacznie szybciej niż rozpad radu. Dlatego też wszystkie zegarki i przyrządy z farbą radową od dawna już nie świecą, choć zachowują radioaktywność. Nawet trytowe źródła światła tracą jasność szybciej, niż by to wynikało z rozpadu trytu - po prostu luminofor się zużywa.

I na koniec jeszcze jedna uwaga. Klasyczny spintaryskop ma ekran scyntylacyjny, po którego jednej stronie, tej z luminoforem, znajduje się źródło, a po drugiej soczewka [LINK]. Dla większej wartości naukowej źródło powinno mieć możliwość regulacji odległości od ekranu, aby można było śledzić zasięg cząstek alfa, wynoszący kilka centymetrów w powietrzu. Podczas przysuwania źródła w kierunku ekranu w pewnym momencie zauważymy pojedyncze błyski, które bardzo szybko zwiększą swą intensywność, by przy samym źródle stać się "wulkanem". Źródło powinno mieć dużą wydajność emisji alfa bez jednoczesnej emisji gamma i beta, zatem rad sugerowany w książce to słaby wybór. Szkolne spintaryskopy miały albo polon-210, albo ameryk-241, ew. pluton-239, jednakże źródła te były szczelnie zamknięte w solidnych, metalowych obudowach. Spintaryskop powstały w wyniku wymieszania substancji radioaktywnej ze scyntylatorem będzie świecił stale, bez możliwości obserwacji zasięgu cząstek alfa. Nie będzie można go też "wyłączyć" przez odsunięcie źródła od ekranu poza zasięg strumienia cząstek, co spowoduje przedwczesne zużycie scyntylatora.

W pozostałych dwóch eksperymentach również autorzy zalecają użycie radu jako źródła promieniowania - zarówno w dozymetrze elektrooptycznym, jak i komorze mgłowej. Co ciekawe, w uwagach pojawia się informacja o izotopowych czujkach dymu z amerykiem-241. Autorzy nawet pytają, czy rozbieranie takiej czujki jest bezpieczne i legalne, jakby zdrapywanie radu z tarczy zegara było!

Tak więc, nie próbujcie tego w domu :) Gwoli sprawiedliwości, książka jest bardzo ciekawa i zawiera szereg inspirujących doświadczeń, które można wykonać bardzo prostymi i tanimi środkami. Pytania umieszczone po każdym eksperymencie zmuszają do myślenia i samodzielnego rozwiązywania problemów badawczych. Ale radem lepiej się nie bawić! Poniżej dodatkowe ostrzeżenia w dziale "uwagi" na końcu książki: