EXP:Halbwertszeit

In diesem Experiment soll die Halbwertszeit von ^137mBa experimentell bestimmt werden. Dafür werden ein Isotopengenerator und die Messprogramme von Cassy verwendet.

Versuchsaufbau

Benötigtes Material

Für das Experiment werden folgende Materialien benötigt

• Isotopengenerator
• Geiger-Müller-Zählrohr mit geeigneter Halterung
• Reagenzglas mit geeigneter Halterung
• Stativstangen mit Klemmen
• Sensor-Cassy 2
• Laptop mit CassyLab 2
• Breadboard

Versuchsaufbau

Datei:Halbwertszeit Versuchsaubau detail.jpeg

Radioaktive Probe und Zählrohr

Schritt 1

Als erstes werden das Reagenzglas und das Zählrohr fest auf dem Breadboard montiert. Über dem Reagenzglas werden Stativstangen und eine Klemme so angebracht, dass später der Isotopengenerator eingespannt werden kann. Die Schutzkappe auf dem Zählrohr muss nicht abgenommen werden, da in diesem Versuch γ-Strahlen gemessen werden.

Schritt 2

Der Geiger-Müller-Zähler wird an den Sensor-Cassy 2 angeschlossen und dieser dann mit dem Laptop verbunden. Am Laptop wird das Programm CassyLab gestartet, der angeschlossene Sensor augewählt und die passenden Versuchseinstellungen vorgenommen. Man kann einerseits die Ereignisse messen oder die Rate. Außerdem sollte die Messzeit auf 10 Minuten gestellt und ein paassendes Intervall für die Messung gewählt werden.

Schritt 3

Zunächste sollte die Hintergrundstrahlung gemessen werden. Dafür bietet es sich an die Einstellung Ereignisse zu wählen und die Messung über 10 Minuten laufen zu lassen.

Schritt 4

Für die Messung der Halbwertszeit empfiehlt es sich die Rate zu messen. Der Isotopengenerator wird in die Klemme eingespannt. Dann werden die Schutzkappen abgenommen und der Schlauch aufgesteckt, so dass er in das Reagenzglas führt. Mit einer Spritze wird die Elutionslösung aufgezogen und auf den Generator aufgeschraubt. Durch das Drücken der Spitze wird so ^137mBa ausgespült. Dann kann die Messung gestartet werden.

Auswertung

Die Nullrate bei einer Messung über 10 Minuten einen Werte von 147 ergeben.

Die Messung mit Cassy hat folgendes Diagram ergeben

Datei:Halbwertszeit 2s.png

Halbwertszeitmessung bei einem Intervall von 2s

Der Literaturwert der Halbwertszeit von ^137mBa liegt bei 2,552 Minuten [1].

Mögliche Probleme und ihre Lösungen

Wie in der ersten Messung zu sehen, gibt es strake Schwankungen, da die Zerfälle nur statistisch stattfinden. Um die Kurve etwas zu glätten, kann das Messintervall verändert werden. Dies ist in Messung 2 und 3 zu sehen.

Datei:Halbwertszeit 100ms.png

Messdaten 2 mit Intervall von 100ms

Datei:Halbwertszeit 5s 1.jpg

Messdaten 3 mit Intervall von 5s

Der Isotopengenerator kann fühestens nach 20 Minuten wieder verwendet werden, da sich das Gleichwichtig zwischen ¹³⁷Cs und ^137mBa wieder herstellen muss.

Sicherheitshinweise

Strahlenschutz Bauartzugelassene radioaktive Präparate

Fotos

Am Ende des Dokuments kommt eine Galerie aller Bilder, die zu diesem Experiment unter dem Namensraum "Datei:" bereits vorhanden sind.
<div class="row"> <div class="large-8 large-centered columns"> <ul class="example-orbit" data-orbit> <li class="active"> [[Datei:Bild.png|slide 1]] <div class="orbit-caption"> Bildbeschreibung </div> </li> </ul> </div> </div>

Literatur

[1] https://www.internetchemie.info/isotop.php?Kern=Ba-137m

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