Hallo,
Ich kann die Frage natürlich nach belieben umformulieren, ist ja meine eigene!
Beim Experimentieren mit Gammastrahlung, unterläuft dem Labor ein schwerwiegender Fehler. Das außer Kontrolle gerate Experiment hat fatale Folgen.Auf dem Testgelände wird eine Wellenlänge von 2.48 Picometern; eine Strahlenleistung von 80W pro Quadratmeter gemessen.
a) Wie viele Photonen treten pro Quadratmeter in der Sekunde auf?
b) Wie stark würde eine, von der Regierung veranlasste, 3cm Dicke Bleiwand die Gammastrahlung isolieren?
c) Zu wie viel Prozent wird die Gammastrahlung eingedämmt?
Lösung:
a)$$ E=\frac{4.136 \cdot 10^{-15}eVs \cdot 3 \cdot 10^8 \frac{m}{s}}{2.48 \cdot 10^{-12}} \approx 500322.58 eV \approx 500.32keV $$$$ N=\frac{80\frac{W}{m^2}}{500322.58eV \cdot 1.60218 \cdot 10^{-19}J} \approx 9.98 \cdot 10^{14}$$
A: Es wären ca. 9.98*10^{14} Photonen pro Quadratmeter in der Sekunde.
b)
Die Halbwertsdicke für Blei beträgt bei ≈500keV: 0.42$$ I(x)=I_{0} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{x}{0.42}}$$$$ I(3cm)=9.98 \cdot 10^{14} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{3}{0.42}} \approx 7.06 \cdot 10^{12}$$ A: Die Bleiwand hat 9.98*10^{14} Protonen zu 7.06*10^{12} Protonen reduziert.
c)$$ p=1-\left(\frac{100}{9.98 \cdot 10^{14}}\right) \cdot 7.06 \cdot 10^{12} \approx 28.26\% $$
A: Die 3cm dicke Bleiwand reduziert ca. 28.26% der Protonen pro Quadratmeter pro Sekunde.