PHYSIK → Klasse 9 & 10 → Strahlung radioaktiver Stoffe

Einstieg

1. 
   Was geht dir bei dem Video durch den Kopf? Was ist hier so gefährlich?
Strahlung

Unter Strahlung versteht man den Transport von Energie vom Entstehungsort der Strahlung in Richtung der Ausbreitungsrichtung der Strahlung.

2. Hörnerelektroden Teil 1
   Material: 2x Hörnerelektroden, 2x Isolier-Klemmen, 1x Transformator (400 Windungen auf 25000 Windungen), Feuerzeug
   
   Vorbereitung: Schließe die Hörnerelektroden an den Transformator an und positioniere sie so, dass beim Anschalten des Transformators gerade kein Lichtbogen entsteht.
   
   
   Durchführung: ACHTUNG HOCHSPANNUNG Schalte den Transformator an. Erzeuge eine Flamme mithilfe des Feuerzeugs zwischen den unteren Enden der Hörnerelektroden.
   
   Auswertung:
   1. Notiere deine Beobachtungen.
   2. Deute den Versuch von der Wirkung zur Ursache. Hinweis: Der Lichtbogen entsteht durch das Stoßen von Elektronen mit Molekülen in der Luft. Der Transformator ist dazu da um an den Elektroden extrem hohe Spannungen zu erzeugen. Geh auf die Ionisationsenergie ein.
3. (Hörner)elektroden Teil 2
   Material: 2x Nägel, 2x Isolier-Klemmen, 1x Hochspannungsnetzgerät, 1x Rd-225-Präparat
   
   Vorbereitung: Schließe die Nägel mithilfe der Isolier-Lemmen an das Hochspannungsnetzgerät an und positioniere sie so, dass beim Anschalten des Netzgerätes gerade kein Blitz entsteht.
   
   
   Durchführung: ACHTUNG HOCHSPANNUNG Schalte das Hochspannungsnetzgerät an. Erzeuge einen Blitz mithilfe des radioaktiven Präparats zwischen den Nagelspitzen.
   
   Auswertung:
   1. Notiere deine Beobachtungen.
   2. Deute den Versuch von der Wirkung zur Ursache. Beziehe dich dabei auf die Deutung von Teil 1.
   3. Warum ist die Strahlung wohl für den menschlichen Körper so gefährlich?

Aufgaben

1. Radioaktives Präparat am Elektroskop
   Material: 1x Elektroskop, 1x Kunststoffstab, 1x Fell, 1x Rd-225-Präparat
   
   Vorbereitung: -
   
   
   Durchführung: Lade das Elektroskop elektrostatisch auf. Halte das radioaktive Präparat an den Ladungsteller.
   
   Auswertung:
   1. Notiere deine Beobachtungen.
   2. Deute den Versuch von der Wirkung zur Ursache.
   Tipp

2. Um die Gefahr von (radioaktiven) Strahlungsquellen zu quantifizieren, also vergleichbar zu machen, wird die Äquivalentdosis mit der Einheit Sievert \[1Sv=1\frac{J}{kg}\] verwendet. Interpretiere die Größe physikalisch.
   Die Äquivalentdosis kann jedoch schlecht mit anderen physikalischen Größen verglichen werden, da statistische Erscheinungen der Strahlung im Körper unterschiedlich gewichtet werden, um die tatsächlichen Auswirkungen auf den Körper besser zu quantifizieren.
   Hier einige Größenordnungen: \[ \begin{array}{|l|c|} \hline \text{Quelle} & \text{Äquivalentdosis} \\ \hline \text{natürliche Strahlenbelastung}& 0.4\mu Sv\\ \hline \text{Röntgenuntersuchung} & 5-20\mu Sv \\ \hline \text{Transatlantikflug} & 80\mu Sv \\ \hline \text{Jährliche Dosis eines Europäers} & 3mSv \\ \hline \text{Maximal erlaubte Dosis eines Arbeitnehmers in Europa} & 20mSv\\ \hline \text{Dosis bis der keine akuten Beschwerden eintreten} & 500mSv\\ \hline \text{2km Entfernung von Hiroschima-Atombombe} & 1Sv\\ \hline \text{Tod nach 14 Tagen} & 6Sv\\ \hline \text{Maximale Dosis bei Arbeitern in Tschernobyl} & 13Sv\\ \hline \text{Sofortiger Tod} & 80Sv\\ \hline \end{array} \]
3. Hier ist eine Reihe von Informationsvideos zur Wirkung der Strahlen radioaktiver Stoffe auf den Körper und den Auswirkungen der Reaktorkatastrophen in Fukshima und Tschernobyl. Erarbeitet die wesentlichen Informationen.
   
   1. Wie wirkt die Strahlung auf den Menschen?
   2. Wechselwirkung mit dem Körper (Nur bis 2:33 anschauen):
      
   3. Strahlendosis in Fukushima und Maßnahmen:
      
   4. Tschernobyl 30 Jahre nach der Katastrophe: