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Physik

Strahlung nachweisen und Aktivität messen

Ionisierende Strahlung nimmt man nicht wahr. Man weist sie mit Geräten nach. Die Aktivität gibt in Becquerel an, wie viele Kerne pro Sekunde zerfallen.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann Nachweisgeräte für Strahlung nennen.
  • Ich weiß, was ein Becquerel ist.
  • Ich kann die Nullrate von einer Messung abziehen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Alpha, Beta, Gamma: ionisierende Strahlung

Unsere Sinne nehmen ionisierende Strahlung nicht wahr. Man braucht Geräte. Im Geiger-Müller-Zählrohr ionisiert die Strahlung ein Gas. Dadurch fließt kurz ein Strom. Das Zählwerk zählt jeden Stromstoß als Impuls und knackt. In der Nebelkammer entstehen weiße Spuren, wo Teilchen durch übersättigten Dampf fliegen. Ein Film wird durch Strahlung geschwärzt. Eine Person trägt ihn als Dosimeter bei der Arbeit. Die Aktivität A eines Stoffes sagt, wie viele Kerne pro Sekunde zerfallen. Die Einheit ist das Becquerel (Bq): 1 Bq ist ein Zerfall pro Sekunde. Das Zählrohr zeigt aber nicht alle Zerfälle an, sondern nur einen Teil. Dazu kommt die natürliche Strahlung aus dem Boden, aus der Luft und aus dem Weltall. Sie erzeugt auch ohne Probe Impulse. Diese Nullrate misst man zuerst und zieht sie ab. Beispiel: In 60 s zählt das Gerät 330 Impulse. Ohne Probe waren es 30 Impulse. Die Differenz ist 300 Impulse. Die Nettozählrate ist 300 : 60 = 5 Impulse pro Sekunde.

Nachweisgeräte.
GerätPrinzipAnzeige
Geiger-Müller-ZählrohrStrahlung ionisiert ein GasImpulse, Knacken
NebelkammerSpuren aus Dampftröpfchensichtbare Bahnen
Film-DosimeterStrahlung schwärzt den FilmSchwärzung

Nettozählrate bestimmen

  1. Messung mit Probe: 330 Impulse in 60 s.
  2. Nullrate: 30 Impulse in 60 s.
  3. Netto: 330 − 30 = 300 Impulse in 60 s.
  4. Rate: 300 : 60 = 5 Impulse pro Sekunde.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Strahlung kann man nicht sehen.

Ein Zählrohr zählt Impulse.

Ziehe die Nullrate ab, dann hast du den Wert der Probe.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Geigerzähler knackt auch dann leise, wenn keine Probe in der Nähe ist. Das ist die natürliche Strahlung.

Schritt für Schritt

Du bestimmst eine Nettozählrate.

  1. Schreibe Messung und Nullrate auf.
  2. Ziehe die Nullrate ab.
  3. Teile durch die Messzeit.
  4. Gib die Einheit an: Impulse pro Sekunde.

Mit einem Bild erklärt

MessungImpulse in 60 s
mit Probe330
ohne Probe (Nullrate)30
netto300

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Zählrohr zählt mit Probe 330 Impulse in 60 s, ohne Probe 30 Impulse in 60 s. Wie viele Impulse gehören zur Probe?

Zeig mir den ersten Schritt

Ziehe die Nullrate ab.

Lösung ansehen

Lösung: 300

330 − 30 = 300 Impulse.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Netto wurden 300 Impulse in 60 s gezählt. Wie viele Impulse sind das pro Sekunde?

Zeig mir den ersten Schritt

Teile durch die Messzeit.

Lösung ansehen

Lösung: 5

300 : 60 = 5 Impulse pro Sekunde.

Tipp: Miss immer zuerst ohne Probe. Dann weißt du, wie viel die natürliche Strahlung beiträgt.

Merksatz: 1 Bq = 1 Zerfall pro Sekunde. Nettozählrate = Messung − Nullrate.

Typischer Fehler: Viele setzen die Zählrate des Geräts mit der Aktivität gleich. Das Zählrohr erfasst nur einen Teil der Zerfälle. Die Zählrate ist deshalb kleiner als die Aktivität.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Was bedeutet 1 Bq?
Lösung ansehen

Lösung: ein Zerfall pro Sekunde

Frage 2 Wozu misst man die Nullrate?
Lösung ansehen

Lösung: Man zieht die natürliche Strahlung von der Messung ab.

Frage 3 Das Geiger-Müller-Zählrohr erfasst alle Zerfälle einer Probe.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Welches Gerät zeigt Teilchenbahnen als weiße Spuren?
Lösung ansehen

Lösung: die Nebelkammer

Geschafft

Strahlung weist man mit Zählrohr, Nebelkammer oder Film nach. Die Aktivität misst man in Becquerel. Die Nullrate zieht man ab.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

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Kurz erklärt, 49 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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