Abschirmung der Röntgenstrahlung mit Blei... Wie?

[l3nn0x]

Hallo Forum,
seit einigen Tagen beschäftigt unsere Klassen nur noch eine Frage
Es geht um eine Mathe-Aufgabe die folgendermaßen lautet:
Eine 1mm dicke Bleischicht absorbiert 5% der Röntgenstrahlung. Wie dick muss das Blei sein, um 50% der Strahlungen zu absorbieren?

Die einen sagen:
10mm, da jede Schicht genau gleich viel Strahlung absorbiert. Es kann ja nicht sein, dass der 2te mm weniger an Strahlungen absorbiert!
Die anderen sagen:
13,51...mm, da die 2te Schicht nur noch 5% der 95% absorbiert...

Mathematisch haben die "anderen" recht, aber wie ist es in der Chemie wirklich? Absorbiert Blei wirklich nur einen bestimmten prozentualen Anteil der Strahlungen?

[alpha]

Die anderen haben bestimmt recht. Das hat zwar nichts mit Chemie zu tun, sondern mit Physik, aber aus der dunklen Vorzeit glaube ich mich zu erinnern, dass das ein "allgemeines" Gesetz ist, dass elektromagnetische Strahlung (also auch Röntgenstrahlung) in Materie exponentiell abfällt: Licht sehr schnell, X-ray in Blei etwas langsamer... - Die Begründung weiss ich nicht mehr, sorry.
Aber irgendwie scheint es mir "normal", dass eine Intensität exponentiell abnimmt.


Grüsse
alpha

[l3nn0x]

Vielen Dank, genau der Meinung bin ich auch, denn ich denke nicht, dass unser Mathebuch einen solchen wissenschaftlichen Fehler beinhaltet (also mit dieser Aufgabenstellung). Kann Irgendjemand vielleicht eine genaue Erklärung dafür geben, warum es exponentiell abfällt?

[chemiestudent]

das ist völliger schwachsinn . denn wenn wir annehmen , das eine 1 mm dicke bleiplatte immer 5 % der kv strahlung absolbiert kann sie nicht bei verschieden hoher bestrahlung verschiedene mengen an strahlung absolbieren.
das heißt : wenn wir 100 kv auf die bleiplatte schießen muss sie bei einer besrtahlung von 100000 viel mehr absolbieren!!!!

[Marco]

Hmm einer unser Chemieleherer antwortete, dass ein Blei Atom immer gleich viel radioaktive Strahlung absorbiert und nicht immer nur 5% das wär ja fast so als wäre das Blei intelligent so stell ich mich sozusagen auf die seite der einen^^ und nicht auf die der anderen!!!!!

[l3nn0x]

Ja, dass das in der Realität nicht mit den 5% hinkommen kann ist klar, weil sonst immer ein kleiner Teil Strahlungen durchkommen würde, egal, wie dick das blei ist... - Aber es fällt ja laut "alpha" exponentiell ab (also nicht wie im Mathebuch). Wie funktioniert denn dieses Exponentielle Abnehmen??

[chemiestudent]

aber es kann nicht sein das eine zweite schicht weniger absolvieren kann als die erste !!!!!! somit würde die radioaktive strahlung nie ganz aufgehoben!!!!!! wir hatten dieses thema vor kurzer zeit im studium!!!!!!!!

[l3nn0x]

und du meinst, es fällt linear ab, und man ist mir einer 2cm(oder auch etwas dicker (20*5%=100%)) dicken Schicht vor allem geschützt, was es nur an Röntgenstrahlen geben kann?

[alpha]

also... erstens kommt es sicher auf die Strahlenart an, wie ich auch schon geschrieben habe: Licht fällt schneller ab als X-ray. - Das ist also abhängig von der Energie der Strahlung. Des weiteren: Falls es sich effektiv um Absorption handelt, sollte es auch exponentiell sein: Schliesslich geht es nicht um "Intelligenz" von Bleiatomen, sondern auch um ein Wahrscheinlichkeitsspiel, ob das Atom angeregt wird oder nicht - und je grösser die Intensität, desto grösser die Wahrscheinlichkeit, dass ein Atom angeregt wird...

Wer's "genau" wissen will, mag sich z.B. unter Schwächung ionisierender Strahlung in Materie kundig machen.


Grüsse
alpha


p.S. Wenn jemand eine sinnvolle Erklärung für die lineare Abnahme hat: ich lass mich gerne belehren.

[Gast]

ist ja nett das ihr interesse an dieser unterhaltung habt, aber ahnung hat scheinbar keiner... sucht man bei google fakten, stößt man immer wieder auf quatschköpfe.... echt unbefriedigend

[Gast]

Hallo zusammen,

altes Thema, aber ich bin bei einer Recherche zufällig auf diesen Thread gestoßen und wollte noch meine Hinweise geben:

(1) Röntgenstrahlen werden wie andere Strahlen absorbiert (z.B. Licht durch Wasser). D.h. ein bestimmter Anteil (!) der Strahlung kommt immer noch durch.
(2) Es geht hier mathematisch gesehen um exponentielle Abnahme. (ist z.B. die Bleiplatte 1,4 cm dick, kommen nur noch 50% Strahlung durch, bei 2,8 cm nur noch 25%, bei 4,2 cm nur noch 12,5% usw. - Im Beispiel Licht im Wasser kommt immer noch etwas Licht an, ab einer gewissen Tiefe ist es vernachlässigbar...)
(3) Es gibt den Begriff der Halbwertsdicke (vgl. wikipedia) und bei Blei und einer Strahlungsintensität von 2 MeV (komplett vernachlässigen kann man die Energie nicht...) beträgt dieser ca. 1,4 cm
(4) Die Lösung der ursprünglichen Aufgabe passt in etwa auch dazu:
x:Dicke in mm
0,95^x = 0,5
x=lg(0,5)/lg(0,95)=~13,51
Gesamtdicke: 13,51*1mm=1,351cm

Hoffe, ich kann irgendwann mal jemand damit helfen...