Gå til hovedindhold

Radioaktive bananer

Hvad er stråling, radioaktivitet og henfald, og hvordan hænger de sammen? Hvad er atomer, protoner, neutroner og isotoper? Og findes der radioaktivitet i al slags liv? I undersøger om I kan måle forøget radioaktivitet i en bananskræl, som et eksempel på strålig fra en levende plante.

Teknologi eller teknisk udstyr der bruges til forsøget

En geigertæller eller Geiger-Müllertæller bruges til måling af radioaktivitet. Den er specielt egnet til at måle ioniserende stråling. En geigertæller kan detektere alfapartikler, betapartikler og gammafotoner, men ikke neutroner.

Den indkommende stråling ioniserer gassen i røret, hvilket bevirker, at en kaskade af elektroner løsrives og tiltrækkes af en positive elektrode. Ved stødprocesser undervejs kan der dannes UV-lys, som også kan ionisere gassen og derved skabe nye elektronkaskader. Det resulterende, svage elektriske strømstød (signalet) kan detekteres (registreres), fx i et tælleværk eller som et klik i en højtaler.

Læs mere her.

Inspiration til variable du kan arbejde med i forsøget

  1. Lægge asken fra flere bananer sammen
  2. Kan du finde på en måde at brænde asken endnu mere ned?
  3. Hvilken forskel gør det hvor lange intervaller du måler over? Hvad hvis du målte 10 timer, i blokke af 1 time? Eller omvendt, i 60 sekunder i blokke af 6 sekunder?
  4. Undersøge om der er andre fødevarer der indeholder meget kalium. Kan du måle forøget radioaktivitet i dem?
  5. Prøv at undersøge om du kan måle forøget radioaktivitet fra en ubagt bananskræl, hvis du måler 1 døgn

Materialer du skal bruge

  1. En geigertæller og datalogger
  2. Et stativ til at holde geigertælleren
  3. En banan
  4. En ovn
  5. En tændstik

Vejledning

  1. Placér din geigertæller i et stativ, hvor den peger nedad. Der skal være 2-3 cm til bunden, eller nok til at der kan komme en tallerken ind under.
  2. Tænd geigertælleren og opsaml tællinger fra baggrundsstrålingen i fx. 3600 sekunder. Jo længere tid jo bedre. I videoen målte vi 10 klumper af 360 sekunder, men vi foreslår faktisk én samlet måling i stedet.
  3. Tænd din ovn på 220 °C
  4. Spis en-to bananer
  5. Læg skrællerne i den varme ovn og tag dem ud når de er knastørre og mørke (efter ca. 1 time)
  6. Gem dataene fra baggrundsstrålingen på din datalogger
  7. Brænd dine bananskræller ned til aske, udendørs ved en bålplads, fx i en gammel gryde. Når det er kølet ned, findeles asken og drysses på en tallerken eller noget aluminiumsfolie
  8. Placér asken under geigertælleren. Geigertælleren må ikke flyttes.
  9. Opsaml data fra banan-skræl-asken med samme indstilling som baggrundsstrålingen.

 

Faglig forklaring

Bananer indeholder grundstoffet kalium. Alle grundstoffer består af forskellige isotoper af det samme grundstof, med stort set samme fordeling af isotoper for et bestemt grundstof, lige meget hvor på kloden du finder grundstoffet. Grundstoffet kalium har 19 protoner. Isotoperne af kalium har alle 19 protoner, men forskellige antal neutroner. Kalium består af en mængde forskellige isotoper. Den mest almindelige isotop er kalium-39, der har 20 neutroner og 19 protoner. Mere end 93 % af alt kalium du finder i naturen, består af denne isotop.

Radioaktiviteten forekommer når en af isotoperne henfalder og bliver til en isotop af andre grundstoffer. Henfald er en radioaktiv proces, hvor et ustabilt atom eller en ustabil atomkerne ved udsendelse af stråling ændrer sig til en tilstand med lavere energi.

Alle radioaktive stoffer har en halveringstid hvor halvdelen af stoffet, vil være henfaldet. Forestil dig at du tog en portion ren kalium-40, og lagde i en lukket beholder. Efter 1 halveringstid, ville der kun være halvdelen af den oprindelige stofmængde kalium-40 tilbage i beholderen. Isotoper der er radioaktive, kalder man for radioisotoper. Nogle har en kort halveringstid der måles i sekunder, eller endda picosekunder. Disse stoffer er altså voldsomt radioaktive, i kort tid. Andre stoffer har en lang halveringstid, og henfalder altså kun ganske langsomt. For kalium-40 er halveringstiden 1,2 milliarder år. Så din bananaske kan altså holde til mange flere eksperimenter i fremtiden.

Det du måler når du måler med geigertælleren, er 1 enkelt radioisotop der er henfaldet. Den omdannes i processen til calcium-40 (βhenfald) eller argon-40 (β+ henfald).