FY 140 Pachatel na místě činu aneb gama spektrometrické vyšetřování: jak monitorujeme temelínskou elektrárnu?

Vzdělávací cíl

Představení metody polovodičové gama spektrometrie na projektu monitorování jaderné elektrárny Temelín středoškolákům

Obsah akce

Atomová jádra mohou být radioaktivní – spontánně mění své vnitřní uspořádání, aby se dostala do energeticky výhodnějšího stavu. Jednou z cest takové transformace je přeměna gama – jádro vyzáří energii ve formě elektromagnetického kvanta gama záření. To je pěkná teorie, ale k čemu že to může být dobrý?

Inu, takové kvantum záření gama je jako otisk prstu pachatele na místě činu. Každé radioaktivní jádro může mít i několik takových otisků, které jsou pro něj zcela unikátní! Máme-li detektor, který umí záření gama zachytit a rozpoznat, můžeme určit přítomnost radioaktivních materiálů v různých látkách, a tak např. monitorovat, zda z jaderné elektrárny neuniká žádná radiace!

Během workshopu si vysvětlíme, co přesně je to radioaktivita a jak s ní souvisí tajemné ionizující záření, proměříme si různé radioaktivní předměty a zkusíme vyhledat schované zdroje radiace. Vyrobíme si vlastní jednoduchý detektor, na kterém si ukážeme, jakými principy lze neviditelné ionizující záření zaznamenat, a formou virtuální prohlídky laboratoře na Jaderce (FJFI ČVUT v Praze) si představíme pokročilou detekční technologii, kterou využíváme při monitorování jaderné elektrárny.

Hlavní náplní workshopu pak bude praktický výpočet aktivity radionuklidu 137-Cs ve vzorku hub, stromové kůry a půdy z lesů v okolí jaderné elektrárny Temelín. Vysvětlíme si, proč používáme právě tento izotop cesia, na vlastní ruce si představíme metodiku odběru půdy a připravíme vzorek k měření. Zjednodušenou formou si připravíme náš detektor k měření, uděláme energetickou kalibraci. Finálním úkolem pak bude podle energie emitovaného kvanta záření gama a podle počtu detekovaných impulsů o specifické energii identifikovat druh a množství radioaktivních elementů ve vzorcích.

Na závěr si společně interpretujeme výsledky a pobavíme se o vlivu jaderných elektráren na životní prostředí.

• Radioaktivita a ionizující záření – úvod do problematiky, zdroje záření kolem nás, působení radiace na člověka
• Proměřme si různé radioaktivní vzorky a vyhledejme schované zářiče. Udělejme závod v oblékání tyveců. Jaké jsou základní principy radiační ochrany?
• Vyrobíme si mlžnou komoru, jednoduchý detektor ionizujícího záření
• Principy detekce ionizujícího záření, polovodičové detektory a virtuální prohlídka laboratoře na Jaderce, představení projektu monitorování jaderné elektrárny Temelín
• Odběr vzorků půdy, příprava vzorků k měření na polovodičovém detektoru, energetická kalibrace detektoru
• Výpočet hmotnostní aktivity radionuklidů ve vzorcích, interpretace výsledků a diskuze nad vlivem jaderných elektráren na životní prostředí