SPRAWOZDANIE

z laboratorium z Fizyki

Cholewa Tomasz, Domicz Jacek, Maszczyńska Iwona

Wydział:

Budownictwo, semestr 3, grupa 1, sekcja 4

Temat:

Absorbcja promieniowania gamma.

I. Część teoretyczna.

Kwant γ emitowany jest przez jądro atomowe w czasie przejścia ze stanu wzbudzonego do stanu o niższej energii wzbudzenia lub stanu podstawowego.

Emisja γ zachodzi po zderzeniu jądra z innym obiektem, przemianie α lub β.

• Promieniowanie γ oddziałuje z elektronami i jądrami. Takie oddziaływanie prowadzi do absorbcji lub rozpraszania na skutek zjawiska fotoelektrycznego, zjawiska Comptona, tworzenia par elektron-pozyton bądź reakcji fotojądrowych.

Ubytek liczby kwantów przy przejściu przez absorbent o grubości dx :

gdzie:

n - liczba kwantów

p - to liniowy współczynnik absorbcji. Po scałkowaniu:

Grubość połówkowego osłabienia jest grubością absorbenta osłabiającego natężenie wiązki do połowy początkowej wartości:

i jej błąd wynosi:

Wartość x1/2 i p można wyznaczyć z pomiarów zależności natężenia promieniowania od grubości absorbenta ( gdzie p jest współczynnikiem kierunkowym prostej regresji ). Ponieważ wartość x1/2 zależy od energii promieniowania γ, to można jej użyć do wyznaczenia wartości tej energii (wartość ta jest odczytywana z tabeli).

Równocześnie mnożąc przez gęstość absorbenta otrzymujemy wartość połówkowego osłabienia w jednostkach masowych:

gdzie ρPb to gęstość absorbenta (w naszym przypadku ołowiu )

II. Przebieg ćwiczenia.

Pomiarów dokonywaliśmy przy pomocy licznika kolejnych kwantów gamma włączanym ręcznie i wyłączanym ręcznie. Przy równoczesnym uruchamianiu i zatrzymywaniu stopera (również ręcznie i całkowicie niezależnie od trybu pracy licznika).

III. Opracowanie i analiza wyników pomiarów.

Najpierw dokonujemy piecu kolejnych zliczeń tła licznika i po wyciągnięciu średniej arytmetycznej otrzymujemy wartość 63 [1/min]

Tą wartość kolejnych zliczeń odejmujemy od każdego pomiaru aby uzyskać wartość realną.

Obliczamy wartość logarytmu prędkości zliczeń i traktując jako funkcję grubości absorbenta metodą regresji liniowej otrzymujemy wartość współczynnika p:

p = -0,05744*0.00218[1/min*mm]

Na podstawie współczynnika kierunkowego prostej regresji otrzymujemy

grubość połówkowego osłabienia x1/2 :

x1/2= 12,504*0,4579 [mm]

gdzie po zaokrągleniu:

x1/2= 12,50*0,46 [mm]

mnożąc długość połówkowego osłabienia przez gęstość otrzymujemy wartość połówkowego osłabienia w jednostkach masowych:

x1/2' = 14,17 * 0,519[g/cm²]

Dalej odczytujemy energię promieniowania γ z wykresu zależności grubości połówkowego osłabienia od energii promieniowania γ ( wykres w skrypcie ):

E_γ= 1,65 * 1,5[Mev]

IV. Wnioski i uwagi.

Wraz ze wzrostem grubości absorbenta maleje liczba zliczeń impulsów licznika G - M. Jest to spowodowane osłabieniem natężenia wiązki.

Porównując grubość połówkowego osłabienia ołowiu z innymi materiałami dochodzimy do wniosku że ołów bardzo dobrze pochłania promieniowanie γ.

Błędy pomiarów wynikają z niemożliwości jednoczesnego naciśnięcia przycisku stopera i licznika G - M oraz niedoskonałości przyrządów pomiarowych.

---