Natürlich vorkommendes Kalium ist ein Isotopengemisch welches unter anderem den ß-Strahler 40K enthält.Dieses tritt zu 0,012% auf und ist für die messbare Radioaktivität von Kalium und seinen Verbindungen verantwortlich.
In folgendem Versuch wird die unterschiedliche Radioaktivität von Kaliumchlorid,Kaliumpermanganat und Kaliumcarbonat gezeigt.
Da Kalium in der Natur überall vorkommt und auch im menschlichen Körper vorhanden ist müssen keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen bezüglich der Strahlung getroffen werden.Die natürliche Strahlenbelastung wird zu ca. 10% von 40Kalium verursacht.
Allerdings sollten die Sicherheitsrichtlinien für den Umgang mit den hier verwendeten Stoffen eingehalten werden.
Chemikalien: Kaliumchlorid ,Kaliumpermanganat ,Kaliumcarbonat
Geräte: Strahlenmessgerät für ß-Strahlung ,Bleiabschirmung ,Waage ,3 Glasschälchen
Man wiegt von den zu untersuchenden Substanzen jeweils 10g ein und füllt diese in kleine Glasschälchen.
Auf dem Foto sind die bereits eingewogenen Kaliumsalze sowie die Bleiabschirmung und das Strahlenmessgerät zu sehen.Es handelt sich bei diesem um einen Oberflächensperrschichtdetektor vom Typ RAM II der ehemaligen NVA.Theoretisch sind mit diesem Sensortyp sogar Isotopenbestimmungen möglich was bei dem abgebildeten Gerät allerdings umfangreichere Modifikationen erfordern würde.
Das Gerät misst Alpha, Beta und Gammastrahlung und subtrahiert automatisch den natürlichen Gammahintergrund.
Eine Messung dauert 2 Minuten wobei in der ersten Minute die Gesamte Strahlung erfasst wird (Beta und Gamma) und in der zweiten Minute eine Blende vor den Halbleitersensor geklappt wird um den Gammahintergrund zu subtrahieren.
Messonde von unten mit geöffneter Blende.Der blaue Ring ist eine Bleiabschirmung welche den Sensor (Mitte) von Umgebungsstrahlung abschirmt
Wenn die Proben eingefüllt sind werden diese ,nacheinander , in der Bleiabschirmung platziert die Messonde aufgesetzt und die Messreihe wird gestartet.
Kaliumcarbonatprobe in der Bleiburg(das Ding wiegt 5Kilo und ist selbstgegossen.)
Ich habe bei jeder Probe 10 Messungen durchgeführt um einen ansatzweise zuverlässigen Durchschnittswert der Messungen zu erhalten.Die Messreihen können allerdings beliebig erweitert werden da dies zu einer Glättung des Ergebnisses führt und statistische Ausreißer das Ergebnis nicht so stark verfälschen.
Die Ergebnisse sehen aus wie folgt:
Die Messwerte geben die ß-Ereignisse pro Minute an.Interessant ist hier das erneute Ausreissen des Kaliumchlorids da dieses aus dem im Versuch verwendeten Kaliumcarbonat dargestellt wurde.
Kaliumchlorid:
Kaliumgehalt in %: 52,14%
ß-Counts/min: 43,9
Kaliumpermanganat:
Kaliumgehalt in %: 24,75%
ß-Counts/min: 14,8
Kaliumcarbonat:
Kaliumgehalt in %: 56,58%
ß-Counts/min: 27,7
Es ist deutlich zu sehen ,daß die Aktivität der Proben vom prozentualen Kaliumgehalt abhängig ist.Interessant in dieser Hinsicht ist die Tatsache ,daß das Kaliumcarbonat eine niedrigere Aktivität aufweist als Kaliumchlorid.
Selbst wenn man Autoabsorbtion der Strahlung im Material an sich und andere Parameter in die Betrachtung mit einbezieht bleibt dieses Ergebnis bemerkenswert.
Da das Ergebnis der zweiten KCl Messung nicht signifikant von dem der Ersten abweicht stellt sich die Frage ob die verwendete Salzsäure nicht möglicherweise einen erhöhten Hintergrund aufweist.Ich werde dies mit wasserfreiem Zinkchlorid aus der gleichen Säure überprüfen.
Die leere Schale werde ich vorsichtshalber auch noch einmal einer Messung unterziehen.
Die Werte des Permanganates und des Carbonates entsprechen jedoch ,in ihrem Verhältnis zueinander, annähernd den zu erwartenden Ergebnissen.
Entsorgung:Die Salze können in den Vorratsbehälter zurückgegeben werden da keine Verunreinigung zu erwarten ist.
|
Registrieren
http://www.youtube.com/watch?v=t3DHSgiPyK8
auch wenn die Idee interessant ist.
