Nr. 4-2002 Den lille neutron - Aktuel Naturvidenskab

• Undervisningsmateriale til udvalgte artikler fra tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab •• Se mere på www.aktuelnaturvidenskab.dk •Perspektiverende opgaver og spørgsmålPå grund af det enorme antal neutrinoer der udsendes fra Solen, kunne man godt være bekymret forom netrinoerne udgør en strålingsfare for mennesker. Det undersøges herunder.15. Neutrinoer vekselvirker via den svage kernevekselvirkning. Sandsynligheden for, at en neutrinoreagerer med en atomkerne, den passerer forbi, kan udtrykkes ved hjælp af det såkaldtespredningstværsnit, σ. σ svarer til det geometriske areal neutrinoen ”ser”. For en typisk solneutrinoer dette tværsnit omkring 1⋅10 -46 cm 2 .Ref.: Steen Hannestad, IFA, Aarhus UniversitetDet gennemsnitlige antal neutrinoer, der reagerer med atomkerner i kroppen pr. sekund, kaldes Y νog er givet ved formlenhvor N er antallet af atomer i en menneskekrop og Φ er antallet af neutrinoer der rammer Jorden pr.kvadratcentimeter pr. sekund.Antag, at et menneske består udelukkende af vand og beregn antallet af vandmolekyler i etmenneske, som vejer 70 kg. N er 3 gange dette tal, idet der jo er to H-atomer og et O-atom i hvertvandmolekyle. Beregn derpå Y ν.16. Omregn Y νtil antal reaktioner pr. år. Udgør solneutrinoer en strålingsfare?17. Beregn den vandmængde der kræves, hvis der i gennemsnit skal være én neutrinoreaktion pr.døgn. Bestem vandtankens sidelængde, hvis den har form som en terning.I praksis er den nødvendige mængde af vand dog langt større fordi man med detektorer, der erbaseret på vand som observationsmateriale, kun kan detektere neutrinoer med en energi på mindst 5MeV (jævnfør figuren af neutrinospektrumet), og det har kun ca. 2 % af solneutrinoerne.Eksamensopgaver med relevansFysik Højt Niveau, August 2000, opgave 4, Neutrinoer fra SolenFysik Højt Niveau, August 2006, opgave 5, Kortere halveringstid