Das ist die Seite von: Jan Felix, F
Untersuchung von osteuropäischen Pfifferlingen auf Radioaktivität + Vergleich mit regionalen Pfifferlingen
Bisherige Recherche:
1. Warum Pilze?:
Cäsium-137 ist ein Produkt, welches bei der Kernspaltung von Uran entsteht, wie es in Tschernobyl im Rahmen des Atomkraftwerkes der Fall war.
Es kann mit einer Wahrscheinlichkeit von 6,5% direkt und 93,5% indirekt, über metastabiles Barium-137m, in stabiles Barium-137 zerfallen.
Beim direkten Zerfall wird Betastrahlung und beim indirekten Zerfall von metastabilem Barium-137m zu stabilem Barium-137 Gammastrahlung frei.
Da die Wahrscheinlichkeit des indirekten Zerfalls deutlich höher ist, wird Cäsium-137 über die Gammastrahlung nachgewiesen und gemessen.
Nach der Nuklearkatastrophe von Tschernobyl wurde das freigesetzte Cäsium-137 in den Waldböden gespeichert, weshalb es die Pilze über das Myzel, ihre fadenförmigen Zellen aufnehmen konnten. Durch eine nahe Lage an Tschernobyl und der damit verbundenen starken Verstrahlung, sowie der dreißigjährigen Halbwertszeit, könnten Pfifferlinge aus dieser Umgebung immer noch eine erhöhte radioaktive Strahlung aufweisen.
2. Bedingungen:
Der Boden muss radioaktiv verstrahlt sein: folglich sind Pilze aus dem Treibhaus nicht zu gebrauchen.
Um bei den Messungen ein vergleichbares Ergebnis zu erhalten, müssen immer die gleichen Messbedingungen (z.B.: Abstand, Dauer) gleich sein. Diese sind im Vorfeld festzulegen.
3. Alternative Länder bzw. Orte:
Aus der Windaufzeichnung nach dem Unglück von Tschernobyl gehen folgende Gebiete als verwendbar hervor:
- Ukraine (am besten: so nah wie möglich an Tschernobyl)
- Waldgebiete in Süddeutschland aufgrund des radioaktiven Regens (z.B.: Bayerischer Wald, Oberpfälzer Wald, Alpen)
- Polen
- Tschechoslowakei
In jedem Fall ist aber vorauszusetzen, dass die Gebiete westlich von der Ukraine liegen, da Westwind herrschte.
(Windauzeichnung: https://www.zeit.de/wissen/umwelt/2016-04/tschernobyl-gau-wolke-1986-deutschland)
4. Alternative Sorten (neben Pfifferlingen):
- Champions
- Röhrenpilze im Allgemeinen
=> Wichtig ist, dass die Pilze auf Waldboden und nicht zum Beispiel auf Holz wachsen.
Offene Fragen:
- Welche Messzeit? -> 180 Sekunden
- Welche Messart? -> Ø Rate/sek.
- Grundstrahlung? -> (siehe Experiment)
- Welcher Abstand? -> 1cm
- Welche Stelle wird untersucht? (Hut? Stil? Angeschnitten?) -> Hut
- Mit Kappe bzw. Deckel? -> ohne Deckel
Probemessung der Ereignisse N in Abhängigkeit vom Abstand:
Verwendete Materialien: Leybold Geiger-Müller-Zähler, GM-Box, Laptop, CASSY-System, Experimentierplatte
Verwendete Chemikalie: radioaktives Mischpräparat
Beobachtung:
| Messzeit [in Sekunden ] | N (Ereignisse) | Abstand [in cm] |
|---|
| 100 | 193 | 10 |
| 100 | 263 | 9 |
| 100 | 284 | 8 |
| 100 | 373 | 7 |
Probemessung der durchschnittlichen Rate R pro Sekunde in Abhängigkeit von der Messzeit:
Verwendete Materialien: Leybold Geiger-Müller-Zähler, GM-Box, Laptop, CASSY-System, Experimentierplatte
Verwendete Chemikalie: radioaktives Mischpräparat
Beobachtung:
| Messzeit [in Sekunden ] | Ø R/s (mit Kappe) | Ø R/s (ohne Kappe) | Abstand [in cm] |
|---|
| 10 | 12,3 | 25,4 | 2 |
| 20 | 12,1 | 26,8 | 2 |
| 30 | 13,33 | 25,5 | 2 |
| 40 | 13,075 | 27,025 | 2 |
| 50 | 12,76 | 28,42 | 2 |
| 60 | 12,43 | 30,25 | 2 |
Auswertung:
Die festgestellten Ergebnisse zeigen, dass der Geiger-Müller-Zähler eine mehr als doppelt so große durchschnittliche Rate pro Sekunde misst, wenn sich kein Deckel bzw. keine Kappe auf dem Sensor befindet. Allerdings ist gleichzeitig zu erkennen, dass bei den Messungen ohne den Deckel eine annähernd vierfach so große Differenz zwischen den kleinsten und den größten Werten ergibt.
Probemessung der durchschnittlichen Rate R pro Sekunde in Abhängigkeit vom Messabstand:
Verwendete Materialien: Leybold Geiger-Müller-Zähler, GM-Box, Laptop, CASSY-System, Experimentierplatte
Verwendete Chemikalie: radioaktives Mischpräparat
Durchführung: Das Experiment wurde je zwei mal mit und ohne Kappe durchgeführt. Die vorliegenden Werte sind Mittelwerte der zwei Experimentierdurchgänge.
Beobachtung:
| Messzeit [in Sekunden ] | Ø R/s (mit Kappe) | Ø R/s (ohne Kappe) | Abstand [in cm] |
|---|
| 10 | 18,35 | 137,4 | 1 |
| 10 | 8,15 | 36,3 | 2 |
| 10 | 5,05 | 14,8 | 3 |
| 10 | 3,45 | 9,8 | 4 |
| 10 | 3,15 | 6,15 | 5 |
| 10 | 2,15 | 5,3 | 6 |
| 10 | 1,9 | 3,7 | 7 |
| 10 | 4,2 | 3,35 | 8 |
| 10 | 1,7 | 2,7 | 9 |
| 10 | 1,1 | 2,55 | 10 |
Auswertung:
Bei den vorliegenden Ergebnissen ist auffällig, dass der blau markierte Wert aus der Reihe fällt. Ein Messfehler ist hierbei nicht ausgeschlossen.
Ansonsten lässt sich auch anhand dieser Messwerte zeigen, dass der Leybold-Sensor ohne Deckel eine deutlich erhöhte Rate misst. Für die anstehende Untersuchung ist daher geklärt, dass wir keinen Deckel verwenden werden, damit wir möglichst viel Strahlung feststellen können. Bezüglich des Messabstands haben wir uns auf einen Wert von einem cm geeinigt, da aus den bisherigen Versuchen zu erkennen ist, dass bei erhöhtem Abstand eine geringere Radioaktivität festgestellt wird.
(vorläufiges) Protokoll:
Material:
benötigte Chemikalien: Pfifferlinge aus der Region, osteuropäische Pfifferlinge
benötigte Materialien: Laptop, CASSY-System, Geiger-Müller-Zähler, GM-Box, Experimentierplatte
Aufbau:
Für das Experiment müssen im Vorfeld relevante Werte wie die Messart, die Messzeit und der Messabstand festgelegt, damit es zu einem vergleichbaren Ergebnis kommt. Außerdem muss die Umgebung auf eine mögliche Grundstrahlung untersucht werden. Die zu untersuchenden Pfifferlinge werden in dem festgelegten Abstand zum Sensor auf der Experimentierplatte befestigt und der Geiger-Müller-Zähler wird über die GM-Box an das CASSY-System angeschlossen und eingerichtet.
In diesem Fall wurden getrocknete Pfifferlinge aus Serbien verwendet. Diese mussten im Vorfeld 30 Minuten lang in warmen Wasser einweichen.
Die festgelegten Werten sind folgende:
| Messabstand | 1cm |
| Messzeit | 180 Sekunden |
| Messart | Ø R/s |
| zu untersuchende Stelle | Hut bzw. Schirm |
| Sensor | Leybold: ohne Kappe |
Durchführung:
Die Pfifferlinge werden nun einzeln untersucht, wobei im besten Fall mehrere Pilze aus einer Probe untersucht werden, damit ein Durchschnitt ermittelt werden kann. Wichtig ist, dass alle Pfifferlinge unter den gleichen Voraussetzungen untersucht werden. Die Pfifferlinge wurden hierbei mit dem Schirm bzw. Hut in Richtung des Sensors untersucht.
Beobachtung:
1. Werteerfassung:
- Grundstrahlung:
0,222/s (180 Sekunden; ohne Pilz)
|
| trockener Pilz
| 1. eingeweichter Pilz
| 2. eingeweichter Pilz
|
| Durchlauf
| R/s
| N
| R/s
| N
| R/s
| N
|
| 1
| 0,311/s
| 60
| 0,294/s
| 51
| 0,272/s
| 48
|
| 2
| 0,222/s
| 57
| 0,272/s
| 53
| 0,3/s
| 58
|
| 3
| 0,183/s
| 54
| 0,35/s
| 41
| 0,261/s
| 57
|
| Ø
| 0,238/s
| 57
| 0,305/s
| 48,3
| 0,278/s
| 54,3
|
Anmerkung:
Bei der Erfassung wurde die R/s, sowie die Absoluten Zerfälle N voneinander getrennt gemessen. Durch die teilweise stark schwankenden Ergebnisse in den drei Durchlaufen pro Pilz (max Δ R/s = 0,128/s; max Δ N = 10) kommt es dazu, dass bei unterschiedlichen Raten gleiche absolute Zerfälle gemessen wurden. Aufgrund dessen ist nicht gegeben, dass die R/s * Messzeit (hier: 180 Sekunden) der Anzahl N der absoluten Zerfälle entspricht. Dazu kommt, dass die Grundstrahlung nur in Form der R/s gemessen wurde und das nur einmal. Folglich muss eine zweite Erfassung in Betracht gezogen werden.
2. Werteerfassung:
Aufgrund den Fehlern bei der ersten Erfassung, wurde eine zweite Erhebung durchgeführt. Zwar lässt die Beschriftung vermuten, dass hierbei dieselben Pilze verwendet wurde, dies ist aber nicht der Fall. Hierbei wurde der getrocknete Pilz ausgelassen.
|
| Grundstrahlung
| 1. eingeweichter Pilz
| 2. eingeweichter Pilz
|
| Durchlauf
| R/s
| N
| R/s
| N
| R/s
| N
|
| 1
| 0,25/s
| 45
| 0,278/s
| 50
| 0,194/s
| 35
|
| 2
| 0,256/s
| 46
| 0,239/s
| 43
| 0,256/s
| 46
|
| 3
| 0,322/s
| 58
| 0,294/s
| 53
| 0,25/s
| 45
|
| Ø
| 0,276/s
| 49,67
| 0,27/s
| 48,67
| 0,233/s
| 42
|
Anmerkung:
Zwar ist nun gegeben, dass die Rate pro Sekunde und die absoluten Zerfälle N gleichzeitig gemessen wurden, sodass R/s * Messzeit = N erfüllt ist, jedoch weisen die erfassten Ergebnisse Besonderheiten auf. Auffällig ist, dass die Grundstrahlung in beiden Fällen (im Bezug auf den ersten und zweiten Pfifferling) im Durchschnitt höher ist, als die beobachteten Werte. Dies gilt sowohl für die Rate pro Sekunde, als auch die absoluten Zerfälle.
Auswertung:
Bevor die Ergebnisse ausgewertet werden, muss, falls vorhanden, die Grundstrahlung abgezogen werden.
Für die vollständige Auswertung der Ergebnisse, müssen noch weitere Pfifferlinge aus Serbien, sowie regionale Pfifferlinge untersucht werden. Trotzdem lässt sich zum jetzigen Zeitpunkt sagen, dass die durchschnittlichen Raten der untersuchten Pfifferlinge aus Serbien, egal ob getrocknet oder eingeweicht, maximal um Zehntel von der Grundstrahlung abweichen und dementsprechend nur geringfügig radioaktiv strahlen.
