a)Ein radioaktives Präparat sendet α-, β- und γ-Strahlung aus. Die Strahlung tritt senkrecht zu den Feldlinien in ein homogenes Magnetfeld. Skizziere in einer geeigneten Schnittzeichnung den Strahlungsverlauf im Magnetfeld qualitativ.
b)Was kann man unternehmen, damit von dem obigen Mischstrahler nur noch die γ-Strahlung in eine Versuchsanordnung gelangt? Kurze Begründung der Vorgehensweise.
c)Die Strahlung eines unbekannten radioaktiven Präparats gelangt in ein etwa \(4\,\rm{cm}\) entferntes Geiger-Müller-Zählrohr. Man stellt die relativ hohe Zählrate \(Z_0\) fest. Beim Experimentieren mit dieser Anordnung stellst du folgendens fest:
Bei Abschirmung mit einer Bleiplatte geht die anfängliche Zählrate massiv auf den Wert \(Z_1\) zurück. Diese Zählrate liegt aber noch deutlich über dem Nulleffekt.
Setzt du anstelle der Bleiplatte ein Stück Papierkarton, so geht die Zählrate wieder deutlich auf den Wert \(Z_2\) zurück. \(Z_2\) ist jedoch größer als \(Z_1\).
Erzeugst du zwischen Zählrohr und Präparat ein homogenes, nicht allzu starkes Magnetfeld, dessen Feldrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Strahlung ist, so bleibt die Zählrate nahezu gleich.
Beschreibe, was du aufgrund der genannten Versuchsbeobachtungen über die vom Präparat ausgesandte(n) Strahlung(en) sagen kannst.
a)Für die verschiedenen Strahlungsarten gilt Folgendes:
Gammastrahlung: Es erfolgt keine Ablenkung durch das Magnetfeld.
Betastrahlung: Ermittlung der Ablenkrichtung mit der Drei-Finger-Regel der linken Hand. Relativ leichte Ablenkbarkeit durch das Magnetfeld aufgrund des großen Wertes der spezifischen Ladung (Verhältnis von elektrischer Ladung zur Masse).
Alphastrahlung: Ermittlung der Ablenkrichtung mit der Drei-Finger-Regel der rechten Hand. Ablenkbarkeit nur durch sehr starke Magnetfelder gegeben, da die spezifische Ladung betragsmäßig deutlich kleiner ist als die der Betastrahlung.
Daraus ergibt sich die rechts dargestellte Skizze.
b)Man bringt zwischen Präparat und Zählrohr ein sehr starkes homogenes Magnetfeld, dessen Feldrichtung senkrecht zur ursprünglichen Ausbreitungsrichtung der Strahlung ist. Kurz vor die Versuchsanordnung setzt man noch eine schmale Blende. Das starke Magnetfeld lenkt die Betastrahlung deutlich ab, die Alphastrahlung dagegen weniger, die Gammastrahlung überhaupt nicht. Durch die Blende wird erreicht, dass auch die nur schwach abgelenkte Alphastrahlung nicht in die Versuchsanordnung gelangt.)
c)Aus den Experimenten kannst man folgende Erkenntnisse gewinnen:
Bei Abschirmung durch Blei ändert sich die Zählrate deutlich, es kommt aber noch Strahlung am Zählrohr an. Dies deutet daraufhin, dass u.a. Gammastrahlung vom Präparat ausgesandt wird.
Bei Abschirmung durch einen Karton ändert sich die Zählrate wiederum deutlich. Dies deutet daraufhin, dass Alphastrahlung vom Präparat ausgesandt wird.
Das das nicht allzu starke Magnetfeld keine deutliche Veränderung der Zählrate erbringt, kann man davon ausgehen, dass das Präparat keine Betastrahlung aussendet.
Das Präparat muss also Alpha- und Gammastrahlung aussenden.
