Innledning

Hensikten med dette forsøket er å undersøke strålingen fra ulike kilder, hva som skal til for å stoppe disse strålingene, og hvilken av de som har lengst rekkevidde. Vi undersøkte to forskjellige strålinger i dette forsøket: alfa- og gammastrålinger, og brukte papir, salami, kobber og bly som motstand. Hypotesene vi tok for oss i dette forsøket var:

1. Gammastråling har lengst rekkevidde, og er mest gjennomtrengelig.

 

Teori

Radioaktive atomer er ustabile atomer der atomkjernen er under endring. Forskerne fant ut at de radioaktive atomene sendte ut tre ulike typer stråling. Disse strålingene fikk navn etter de tre første bokstavene i det greske alfabetet: alfa, beta og gamma.

 

Alfastråling (α)

Ofte er det tunge grunnstoffsatomer som uran, radon og plutonium som sender ut alfapartikler. Partikkelen består av to nøytroner og to protoner, som er det samme som kjernen i et heliumatom. Ved alfautsendelse vil den opprinnelige kjernen bli dannet til et nytt grunnstoffatom med lavere atomnummer, på grunn av at det inneholder to protoner og to nøytroner mindre enn tidligere. Strålingen stanses lett av papir, og derfor svært ødeleggende hvis de radioaktive stoffene befinner seg inni kroppen. I følge [2] har alfastråling en rekkevidde på mellom 2-10 cm i luft, og noen hundredels millimeter i biologisk vev som huden på mennesket.

 

Gammastråling (γ)

Ved alfa- og betastråling vil som oftest det også bli sendt ut gammastråling som er energirik elektromagnetisk stråling. Grunnen til at gammastråling oppstår kan sammenlignes med en stabel med appelsiner. Hvis vi fjerner appelsinene midt i, faller hele stabelen sammen. Det samme er det ved alfa- og betastråling. De protonene og nøytronene som er igjen i kjernen, må finne seg nye plasser, og det vil bli frigitt energi når de ”faller på plass” i kjernen. I følge [2] kan gammastrålingen gå gjennom ca. ½ m i vann og vev, og har høyre energi enn røntgenstråling, noe som gjør gammastrålingen til den mest gjennomtrengende av de tre naturlige strålingene.

 

Forsøksbeskrivelse

Vi startet med å måle bakgrunnsstrålingen som ble målt på 0,28 µSv/t. Vi satt opp stativ for strålingskilden, som i dette tilfellet var alfa- og gammastråling, og stativ for motstand. Avstanden mellom disse to objektene var satt til 1 cm.

 

Deretter startet vi med å måle alfastrålingene, vi startet med å måle det uten noen motstand med 1 cm imellom. Deretter brukte vi papirark, så salamiskive med en og fem som antall, deretter kobber og til slutt bly som motstand. Vi tok målinger med GM-måleren mellom hvert av delforsøkene. Vi målte også strålingen med en avstand på 10 cm, og vi gjorde samme forsøk med gammastrålingene. Det som var annerledes med gammastrålingen var at GM-måleren pep.

 

 

Resultater

Tabell 1 – Måling av alfastråling, samt gjennomtrengingsevne av strålingen. Merk punkt under diskusjon

Materiale	Avstand	Antall	Alfa- stråling (µSv/t)	Gamma- stråling (µSv/t)	Gj.tr. % av α	Gj.tr. % av γ
Ingen	1 cm	-	0,34	15,79	100,0 %	100,0 %
	10 cm	-	0,09	2,71	26,5 %	17,2 %
Papir	1 cm	1	0,05	9,65	14,7 %	61,1 %
	10 cm	1	-0,01	2,41	-11,1 %	88,9 %
Salami	1 cm	1	0	9,63	0,0 %	61,0 %
	1 cm	5	-0,07	8,69	-20,6 %	55,0 %
	10 cm	1	-0,07	2,03	-77,8 %	74,9 %
	10 cm	5	0,03	2,4	33,3 %	88,6 %
Kobber	1 cm	1	-0,07	-	-20,6 %	-
	10 cm	1	-0,06	-	-66,7 %	-
Bly	1 cm	1	-0,1	8,92	-29,4 %	56,5 %
	10 cm	1	-0,14	1,15	-155,6 %	42,4 %

 

Diskusjon

Vi trakk målt bakgrunnsstrålingen fra kildemåling. Derfor får vi nøyaktig kildemåling.

 

Resultatet vi fikk var som forventet, der alfastrålingen var svakest, og gamma hadde størst gjennomtrengningsevne og rekkevidde. Gamma-, i forhold til alfastråling, er over 50 ganger sterkere ifølge resultatet vi fikk da vi målte 1 cm unna kilden uten motstand. Grunnen til at vi brukte salami i dette forsøket var at vi skulle simulere hud, for å kunne se om gammastrålingen går gjennom huden vår, noe den gjorde. Alfastrålingen derimot ble stoppet av kun papir, noe som betyr at hvis vi får alfastråling inni kroppen vår, vil det vanskelig å få det ut igjen med av at den ikke vil klare å komme seg ut av kroppen, og dette vil nok være farligst hvis vi får det inni kroppen. Mens gammastrålingen vil være farligst hvis strålingskilden er utenfor kroppen vår med av at den har størst rekkevidde og gjennomtrengningsevne.

 

Strålingskildene hadde samme styrke, altså like antall radioaktive partikler som sendes ut hvert sekund. De hadde en styrke på 37 kBq. Vi kunne se at alfastrålingen hadde den største biologiske virkningen, med av at den hadde høyest størrelse målt i mikrosivert.

 

Ved en avstand på en cm kom kun 60 % av gammastrålingen gjennom et ark, men at 61 % av strålingen kom gjennom en salami, noe jeg mistenker er feil på grunn av måleapparatet, og ikke bakgrunnsstrålingen, siden den såpass var lav. Samtidig kunne vi gjort det samme forsøket flere ganger for at usikkerheten av resultatet blir mindre. Det gikk minst stråling gjennom bly. Da det ble målt på en cm avstand gikk 56,1 % av strålingen gjennom, altså strålingen ble nesten halvert da vi hadde bly imellom.

 

Vi ser også at strålingen avtar med avstanden. For eksempel ble gammastrålingen redusert med 83,2 % fra en avstand på 1 og 10 cm da det ikke var noen motstand. Sammenlignet med alfastrålingen avtok strålingen med 73,5 % fra samme avstand og uten motstand.

 

Kombinert med avstand og bly fikk skjermet vi nesten all strålingen. For eksempel ble det målt 15,79µSv/t ved en avstand på 1 cm, mens det ble målt 1,09 µSv/t ved en avstand på 10 cm. Strålingen avtok altså med 93,1 %, andre motstander sammenlignet med samme avstand hadde omtrent samme måling. Altså ser det ut som av med avstand avtar strålingen.

 

Det var hele 50 % som skilte gjennomtreningsevne mellom fem salami og bly på en avstand på 10 cm. Derfor mener jeg at det som blir vist i [1] om at tykt lag av bly eller andre metaller kan beskytte oss fullstendig mot gammastråler. Her var bly 2 mm, sammenlignet med salamien som var 5 mm tykk.

 

Feilkilder

Tallene vi fikk fra forsøket var ganske varierende, og ikke alltid logisk ut ifra teoriene. Grunnen til dette vil jeg tro at bakgrunnsstrålingen var veldig varierende, og jeg tror spesielt at det var det trådløse nettverket som ga utslag på dette. Men det var bare alfastråling dette har noe å si, med av at vi fikk så lave tall.

 

Samtidig var det en pc (med trådløs internettkobling) ved siden av, og en mobiltelefon. Samtidig hadde også nesten alle PC med seg, og spesielt de PC’ene på første rad forstyrret forsøket.

 

Når vi får et minustall etter å ha trukket bakgrunnsstrålingen så vil det være ganske plausibelt at det er bakgrunnsstrålingen som er årsaken til feilkildene.

 

Det kan også være feilkilder på salamien. Salamien kan ha tatt i seg radioaktivitet i seg før forsøket, ved at folk har tatt på den, blitt utsatt på stråling før osv.

 

En annen feilkilde var at papiret var bøyd under forsøket.

 

Feilkilden kan også være at det var vi som målte det, og at det ikke er like nøyaktig om vi hadde tatt måleren på et stativ, så ikke måleren beveger på seg. En feilkilde kan også være selve måleren. Måleren viste en bakgrunnsstråling på 0,28 µSv/t sammenlignet med [1] som sier at gjennomsnittlig bakgrunnsstråling i Norge ligger 5 µSv/t.

 

Siste feilkilde er at forsøket kun ble gjort en gang. For å gjøre usikkerheten mindre kunne vi gjort forsøket flere ganger, og målt gjennomsnittsresultatet av dette.

 

Konklusjon

Vi kan konkludere med at alfastrålingen var svakest og minst gjennomtrengelig mens gammastrålingen var mest gjennomtrengelig med stor margin, selv med stor usikkerhet rundt feilkildene. Alfastrålingen ble stoppet av papir på en avstand på 10 cm, salami, kobber og bly. Mens gammastrålingen kom gjennom alle motstander. Alfastrålingen ville vært farligst for oss om det var inni kroppen vår på grunn av at den ikke ville komme ut igjen, mens gammastråling om det var utenfor kroppen på grunn av rekkevidde og størst gjennomtrengningsevne.

 

Hypotesen ble styrket etter dette forsøket.

 

Kilder

[1] Nexus Naturfag 5, Aschehoug forlag 2007 – Kap. 4

[2] http://no.wikipedia.org/wiki/Radioaktivitet (13/1-09)

[3] http://no.wikipedia.org/wiki/Gammastråling