GRUPA II , SEKCJA VIII

MiBM

Ćwiczenie nr 12

WYZNACZANIE ENERGII MAKSYMALNEJ PROMIENI b METODĄ ABSORBCYJNĄ

Jacek Pańtak

Piotr Płonka

Wprowadzenie.

Promieniowanie jądrowe może być wynikiem samorzutnego rozpadu niestabilnych jąder atomowych lub otrzymywane sztucznie podczas przyspieszania cząstek naładowanych .Rozpad promieniotwórczy jest przemianą jądra w inne jądro o niższym stanie energetycznym , a przemianie towarzyszy emisja cząstek a , elektronów ( cząstek b ) lub fali elektromagnetycznej

( promienie g ). W czasie dt nastąpi rozpad :

jąder . Całkowanie tego wyrażenia daje prawo rozpadu promieniotwórczego :

N0 - początkowa liczba jąder , N - liczba jąder , która pozostała , l - stała rozpadu określająca prawdopodobieństwo rozpadu jądra w czasie 1 s.

Szybkość połowicznego rozpadu ( liczba jąder zmniejszy się o połowę) :

Średni czas życia pojedynczego jądra :

Aktywność preparatów promieniotwórczych :

Naturalne rozpady promieniotwórcze zachodzą z emisją jednego z trzech rodzajów promieniowania :

1 ) promieniowania a ;

2 ) promieniowania b :

3 ) promieniowania g .

Teorię rozpadu b opracował E. Fermi . Energia emitowanych cząstek b osiąga wartość od zera do pewnej wartości maksymalnej , a widmo energetyczne ma charakter ciągły .

Rozpad promieniotwórczy b może być realizowany na trzy sposoby :

- emisja elektronów

- emisja pozytonów

- wychwyt elektronów z powłoki przyjądrowej

Elektrony ze względu na mniejszą masę posiadają zwykle mniejszą energię od energii cząstek a , i są słabiej od nich pochłaniane przez materię . Niech strumień n cząstek b pada na materiał o grubości dx i koncentracji N centrów oddziaływania z tymi cząstkami . Wskutek oddziaływania z wiązki zostanie usuniętych dn cząstek , a liczba ta wyniesie :

Współczynnik s nazywa się przekrojem czynnym oddziaływania cząstek b z materią i ma wymiar cm2 . Przekrój czynny ma małe wartości i dlatego wprowadzono nową jednostkę : 1 barn ( 1 b ) = 10-24 cm2 .

Absorpcję cząstek b opisuje funkcja :

gdzie :

x - grubość absorbenta

m - liniowy współczynnik pochłaniania

I - rejestrowane natężenie promieniowania

I_o - natężenie wiązki padającej

Wykres absorpcji cząstek b .

---