量子和核武器

教学放射性

实践活动为了14-16

这一资源收集的目的是支持学校电离辐射的教学,特别是鼓励教师使用实用活动。关于设立和管理活动的指导和建议包括使用火花计数器,盖革 - Müller管和扩散云室。这些视频是与CLEAPS合作制作的,所有活动都可以安全地在学校进行。


如何使用此资源集合:


有用的链接:


  • 访问CLEAPSS关于学校实践科学各方面的进一步安全信息和建议。
  • SSERC提供关于苏格兰学校的实践科学信息和建议。
  • 下丘脑-垂体-肾上腺轴的-健康保护局-有一个关于辐射的章节,提供有关本底辐射的有用信息。
  • 背景辐射 - 这背景辐射工作表包含学生估计其年度背景辐射剂量的信息,以及教师笔记指导如何将此作为课堂活动。

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放射性演示动画

该资源包含4个不同的动画,以帮助放射性教学。

电离辐射
量子和核武器

教学放射性动画

课堂活动为了14-16

这4个动画将有助于放射性教学。

辐射使空气电离

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云室

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火花柜台

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和的性质

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通过辐射产生的离子携带电流

这个演示使用一个放射源产生辐射,使空气电离,并完成一个电路给验电器充电。

电离辐射
量子和核武器

通过辐射产生的离子携带电流

实践活动为了14-16

示范

放射源产生将电离空气的辐射。导电空气完成电路以对静电电荷充电。使用电路显示辐射的电离效果,并作为检测电离辐射的手段。

设备和材料

  • 电源、过去、0-5 kV.(内置安全电阻器)
  • 金属板带绝缘手柄,2

    金箔验电器


  • 钩子拍摄
  • 反驳站和老板,2
  • 连接了
  • 放射源支架(如钳子)

健康、安全和技术说明

参阅有关

在学校管理放射性物质


学校的EHT供应被限制在最大电流为5马.这被视为安全。与火花计数器一起使用50米Ω.安全电阻可以留在电路中,从而将最大冲击电流降低到小于0.1 ma..虽然学校的EHT供应是安全的,但冲击可以使演示者跳跃。因此,明智的做法是,不要有裸露的高压导体;在需要的地方使用母线4mm连接器。

阅读我们的标准健康和安全指导


网络凸轮或“Flexicam”可用于将电镜金叶的图像投影到屏幕上。或者,使用明亮的灯在屏幕或墙壁上施放叶子的阴影。

使用EHT的优点是它看起来像一个电路——尽管是一个奇怪的电路。验电器起着非常灵敏的仪表的作用,极板之间的空气是电阻变化的元件。

注意使用静电时不会使其看起来像是一只手 - 特别是在移动引线时。

镭是α,β和γ辐射的源极,但β和γ辐射不会导致空气的足够电离以开始火花。

程序

设置

  1. 固定两个金属板,使它们彼此平行1厘米分开。
  2. 将其中一个板连接到E.H.T的正极端子。通过安全电阻供应。
  3. 将另一块板通过钩子连接到验电器的叶片上。
  4. 将抖动的情况连接到E.H.T的负端子。供应。
  5. 将EHT电源负极接至接地端子。
  6. 获得电流流动和充电静电
  7. 将EHT电源设置为大约3kV并切换打开。由于诱导的电荷,电镜的叶子将上升;通过将叶子暂时连接到地球来重置它。
  8. 将密封的镭源放在间隙旁边,并将其指向板与板之间;看会发生什么。间隙中的空气被电离并允许电荷流过间隙;给验电器的叶片充电。
  9. 将叶子与大地暂时连接,放电验电器。试着用不同的角度和不同的距离给它充电。
  10. 卸货验电器……
  11. 您还可以通过电离其周围的空气来排出静电镜。
  12. 断开电动镜与电源的连接,但保持底座接地。更换镜头顶部的盘,并使用电源正端子的飞行引线充电(通过安全电阻)。
  13. 将密封源指向阀瓣顶部。这将使空气电离,使验电器放电。
  14. 再次为抖动充电,并尝试以不同的角度和距离盘的不同距离保持密封源。
  15. 当电检盘上方的空气被电离时,电检器应迅速向地面放电。如果放电太慢,将接地的金属板靠近验电器的电盘。

教学笔记

  • 在演示

    通过携带电流的火焰产生的离子


    学生遇到了电离空气允许EHT充电的想法。这个演示使用相同的想法。但现在电离是由来自密封源的一些看不见的辐射引起的。
  • 当你把热源带到两块板之间的间隙时,要指出,在密封的热源附近没有火焰,也没有明显的能量转移。然而,它一定在空隙中产生离子。所以它一定在释放一些看不见的辐射。
  • 使用术语“电离辐射”来描述源的发出。
  • 该电路提供了一种可见的检测在两个板之间间隙中的电离的可见手段。电镜提供了空气间隙上的可视性,高压是捕获离子的方法。这是一种与更方便的探测器(Geiger-müller管)的原则相同,它为学生提供了朝向其建筑的概念步骤。这是进一步开发的

    火花柜台


该实验在2007年5月进行了安全测试

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火花柜台

这个演示是一种高度可见的方式来显示和计算由阿尔法辐射引起的空气电离。

电离辐射
量子和核武器

火花柜台

实践活动为了14-16

示范

火花计数器是一种高度可见(和可听见)的方式显示和计数电离空气造成的阿尔法辐射(或火柴)。这是了解Geiger-Müller频道的有益一步。

设备和材料

  • 电源、过去、0-5 kV.(绕过安全电阻的选项)
  • 火花柜台
  • 密封源镭源,5μc(如果有)或密封的americium-241,5μc
  • 放射源支架(如钳子)
  • 连接了

健康、安全和技术说明

参见指导说明…

在学校管理放射性物质


学校的EHT供应被限制在最大电流为5马。,这被视为安全。与火花计数器一起使用50米Ω安全电阻可以留在电路中,以减少最大冲击电流小于0.1 ma...

虽然学校的EHT供应是安全的,但冲击可以使演示者跳跃。因此,明智的做法是,不要有裸露的高压导体;在需要的地方使用母线4mm连接器。

阅读我们的标准健康和安全指导


火花计数器是一种特殊的仪器(见上图)。它由金属网和下面的电线组成。菲利普·哈里斯称其为火花放电装置。

  • 任何扭结或弯曲的电线在柜台是容易引起火花放电在那一点。如果发生这种情况,电线应该换掉。
  • 连续的火花(很快就会损坏电线)表明电压太高。
  • 火花计数器应该是无尘的。通常可以吹走拉伸丝网周围的灰尘。
  • 顶部的纱布作为安全措施与EHT电源上的地面连接。
  • 镭是α,β和γ辐射的来源。β和γ辐射不会导致空气的足够电离以开始火花。

程序

设置

  1. 将火花计数器的高压正端连接到EHT电源的正端50米Ω安全电阻器。(火花计数器的高压端子连接在纱布下面的电线上。)
  2. 将火花计数器上的另一个端子连接到电源的负极,并将这个端子连接到地。
  3. 将电压慢慢向上,直到它沿着自发放电点。这通常是关于4,500 V.

执行

  1. 用镊子将放射源压在纱布上。你应该看到和听到火花在纱布和下面的高压电线之间跳跃,每次阿尔法源被带到柜台附近。
  2. 将光源慢慢移离纱布,注意它停止产生火花的距离。

教学笔记

  • 让我们注意到火花和辐射的随机性。通过计算火花,你也在计算发射的粒子的数量。
  • 你会发现粒子的范围大约是5厘米
  • 你可以提到这是辐射,三种主要辐射中电离程度最高的一种。
  • 火花类似于Van de Graaff发生器产生的火花。α颗粒电离空气形成正极和负离子。当这些离子重组形成中性原子时,发射蓝光。火花的噪声是由于在雪崩电流的窄区域中加热空气,这在雷击中产生声波。
  • 在火花计数器和源之间保持薄的薄纸或金箔将显示α颗粒的减小范围,或者甚至阻止它们进入计数器。
  • 在CERN访客中心可以看到该装置的版本(如果您碰巧传递)。它检测宇宙射线,并使它们可以使用3D阵列电线阵列可见,在它们之间具有高电压。光线的路径可以看出,因为它们使它们在金属丝网之间的空气中离开时离开。
  • 这种类型的高电压网格三维阵列是用来检测在CERN碰撞实验中产生的粒子路径的原理。
  • 在使用Spark计数器以显示来自alpha源的电离之前,您可以使用火花计数器计数匹配(如在

    用EHT供应计数匹配


这项实验在2007年6月进行了安全测试

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