Absorbcja promieniowania gamma, Pochłanianie promieniowania gamma, POLITECHNIKA ŚLĄSKA


POLITECHNIKA ŚLĄSKA

GLIWICE, 14.03.2000

LABORATORIUM FIZYKI

ABSORPCJA PROMIENIOWANIA GAMMA

INFORMATYKA

GRUPA VI SEKCJA I

Arkadiusz JESTRATJEW

Tomasz KACZMARZYK

Adrian NOWAK

Wstęp teoretyczny

Promieniowanie γ to wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne. Jest jednym z rodzajów promieniowania jądrowego. Emitowane jest przez jądro atomowe, które przechodząc ze stanu energetycznego wzbudzonego do stanu niższego wypromieniowuje różnicę energii między tymi stanami w postaci kwantu promieniowania elektromagnetycznego - fotonu γ.

Promieniowanie γ może oddziaływać z elektronami i jądrami, a także z polem elektrycznym elektronów oraz polami elektrycznym i mezonowym jąder. Każde z tych oddziaływań może prowadzić do całkowitej absorpcji lub też rozpraszania promieniowania γ.

Wiele z możliwych procesów występuje z bardzo małym prawdopodobieństwem, tak, że praktycznie w absorpcji promieniowania γ znaczenie mają trzy zjawiska:

Pierwsze i trzecie zjawisko prowadzi do całkowitej absorpcji fotonu γ. W zjawisku Comptona przekazywana jest elektronowi część energii fotonu γ, a foton o mniejszej energii porusza się w kierunku odchylonym o pewien kąt od pierwotnego. Każde z wymienionych zjawisk zachodzi z określonym prawdopodobieństwem zależnym od energii i od materiału absorbenta.

Obserwowane natężenie promieniowania γ maleje wykładniczo ze wzrostem grubości warstwy absorbenta.

Stanowisko pomiarowe

Podstawowym elementem stanowiska pomiarowego jest licznik Geigera-Müllera oraz źródło promieniowania γ w ołowianej osłonie, posiadającej niewielki otwór, dzięki czemu promieniowanie γ jest emitowane przez źródło w postaci ukierunkowanej wiązki. Otwór ten można zamknąć ołowianym korkiem w celu dokonania pomiaru natężenia promieniowania tła. Powyżej otworu znajduje się pręt umożliwiający zawieszenie absorbenta (ołowianych płytek o różnych grubościach) pomiędzy źródłem promieniowania a licznikiem. W skład stanowiska pomiarowego wchodzą ponadto przyrządy pomocnicze: suwmiarka do określenia grubości absorbenta oraz stoper.

Obliczenia

Pierwszym etapem doświadczenia było dokonanie serii pięciu jednominutowych pomiarów promieniowania tła. Na ich podstawie --> obliczyliśmy[Author:AJ] średnie promieniowanie tła według wzorów:

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczone średnie natężenie promieniowania tła wynosi 47±4 [1/min]

Wyniki pomiarów natężenia promieniowania zawiera poniższa tabela:

0x01 graphic

Otrzymane w ten sposób dane przedstawia wykres. Metodą regresji liniowej --> dopasowaliśmy [Author:AJ] prostą wyznaczającą stałą absorpcji. Współczynniki prostej są równe:

a = - 0,0634 ± 0,0013 [1/cm]

b = 7,198 ± 0,028 [/]

Liniowy współczynnik absorpcji μ = -a, błąd Δμ = Δa. Grubość połowicznej absorpcji --> wyznaczyliśmy [Author:AJ] ze wzorów:

0x01 graphic

0x01 graphic

1/2 = 10,93 ± 0,22 [mm] = 1,093 ± 0,022 [cm]

Grubość połówkowego osłabienia w jednostkach masowych wyraża się wzorami:

0x01 graphic

0x01 graphic

1/2 = 12,39 ± 0,25 [g/cm2]

ρPb = 11,34 [g/cm3]

Korzystając z wykresu zależności połówkowego pochłaniania od energii promieniowania γ (skrypt nr 1824, str. 131) można odczytać średnią energię fotonów tego promieniowania:

E = 1,2 ± 0,3 [MeV]

Wnioski

Zmierzona podczas wykonywania ćwiczenia wartość liniowego współczynnika absorbcji jest wyznaczona z dość dużą dokładnością (względny błąd wynosi nieco ponad 2%). W konsekwencji równie dokładne są wartości grubości połówkowego osłabienia, obliczone na podstawie współczynnika absorpcji (ich względne błędy również są w okolicach 2%). Zdecydowanie gorsza dokładność wyznaczenia średniej energii promieniowania γ spowodowana jest koniecznością odczytania jej wartości z wykresu. Podczas opracowywania wyników nie uwzględnialiśmy błędów pomiaru czasu, gdyż są one o rząd wielkości mniejsze niż błędy ilości zliczeń, zatem wpływ błędów pomiaru czasu na ostateczny wynik jest pomijalnie mały.

Podczas wykonywania ćwiczenia --> otrzymaliśmy [Author:AJ] następujące wyniki:

  • liniowy współczynnik absorpcji:

μ = 0,0634 ± 0,0013 [1/cm]

  • grubość połówkowego osłabienia:

1/2 = 1,093 ± 0,022 [cm]

x­1/2 = 12,39 ± 0,25 [g/cm2]

  • średnia energia promieniowania γ:

E = 1,2 ± 0,3 [MeV]

Płeć!!!



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Promieniotwórczość, studia, Politechnika Śląska, I rok Inżynieria Środowiska, Fizyka
Promieniowanie Beta, Politechnika śląska katowice, Zip, Semestr III, Fizyka, Lab, fizyka lab BURDEL,
Absorbcja promieniowania gamma, ABS G TY, POLITECHNIKA SLASKA
Absorbcja promieniowania gamma, Absorpcja promieniowania gamma 4, Politechnika ˙l˙ska
Absorbcja promieniowania gamma, Pomiar współczynnika pochłaniania promieniowania gamma 2, LABORATORI
Absorbcja promieniowania gamma, Absorbcja promieniowania gamma 6, Wydział: AEI
Absorbcja promieniowania gamma, ABSORB G, INSTRUKCJA DO ˙WICZENIA .
Absorbcja promieniowania gamma ?sorbcja promieniowania gamma 1
Absorbcja promieniowania gamma, wyznaczanie energii aktywacji 1, wst˙p
Wyznaczanie energii maksymalnej promienii b, Wyznaczanie energii maksymalnej promieni b 1, Politechn
Tło promieniowania, Politechnika śląska katowice, Zip, Semestr III, Fizyka, Lab, fizyka lab BURDEL,
termodynamika spr na srode 15.20 parzysta, Badanie wentylatora promieniowego szetela, POLITECHNIKA Ś
Badanie statystycznego charakteru rozpadu promieniotwórczego, absorbcujna promienie beta 1, Absorpcj
Wyznaczanie współczynnika absorbcji promieniowania gamma5, Laborki
absorbcja promieni beta, Lp.
Badanie statystycznego charakteru rozpadu promieniotwórczego, BETA, Politechnika ˙l˙ska

więcej podobnych podstron