POLITECHNIKA ŚLĄSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ
I METALURGII

Sprawozdanie

z fizyki

Temat: Badanie widm promieniowania gamma izotopów promieniotwórczych za pomocą spektrometru scyntylacyjnego.

Wykonawcy:

1. Przebieg ćwiczenia.

1.1. Przygotowaliśmy układ pomiarowy do pracy:

• ustawiliśmy napięcie w zasilaczu wysokiego napięcia na wartość 1000 V,

• ustawiliśmy wartość na zasilaczu niskiego napięcia na wartość 150 V,

• ustawiliśmy szerokość „okna” pomiarowego na 0,25 V,

• umieściliśmy izotop Co⁶⁰ pod sondą scyntylacyjną,

• ustawiliśmy czas pomiaru na 10 s.

1.2. Przesuwaliśmy wartość progową analizatora od 1 V do 10 V co 0,25 V, monitorując liczbę zliczeń w zależności od napięcia progowego analizatora.

1.3. Powtórzyliśmy pomiary dla Cs¹³⁷ oraz Ba¹³⁷.

2. Opracowanie wyników.

1. Wykresy liczby zliczeń zarejestrowanych w czasie ćwiczenia - dla Co ⁶⁰,Cs ¹³⁷, Ba ¹³⁷ jako funkcje napięcia progowego spektrometru (wykres 1, wykres2, wykres 3).

2. Na podstawie spektrogramów określić wartości napięć U_Co, U_Cs oraz U_Ba odpowiadające tzw. pikom fotoelektrycznym widma promieniowania γ izotopów promieniotwórczych Co⁶⁰, Cs¹³⁷ oraz Ba¹³⁷.

Otrzymane wyniki są następujące:

dla U_CO= 9,75 [V],

dla U_CS= 10 [V],

dla U_BA= 7 [V]

3. odczytujemy wartość funkcje progu napięcia spektrometru wartości energii z wykresu 4.

E_Ba = 1680[keV]

4. Zaznaczyć na wykresie(wykres 5) energii kwantów promieniowania γ jako funkcje progu napięcia spektrometru wartości energii:

E_CO= 1170 [keV]

E_CS= 661 [keV]

E­_BA= 1680 [keV]

odpowiadające napięciom:

U_CO= 9,75 [V],

U_CS= 10 [V]

U_BA= 7 [V]

5. Zaznaczyć na wykresie 4 proste cechujące spektrometru przechodzące przez punkty

(U_CO= 9,75 [V], E_CO= 1170 [keV]) ; (U_CS= 10 [V] , E_CS= 661 [keV]) (1)

(U_CO= 9,75 [V], E_CO= 1170 [keV]) ; (U_BA = 7 [V] , E­_BA = 1680 [keV]). (2)

Parametry kierunkowe prostych wyznaczyć z równań:

Parametry kierunkowe prostej (1):

Parametry kierunkowe prostej (2):

Prosta cechująca (1) ma równanie:

E_x=
*U_x­ +

Prosta cechująca (2) ma równanie:

E_x=
*U_x­ +

6. Posługując się wzorem

E_X = AU_X + B

oraz odczytanymi ze spektrogramów napięciami progowymi U_X pików fotoelektrycznych przebadanych preparatów, wyznaczyć energie E_X kwantów promieniowania γ odpowiadające tym pikom.

Przy pomocy prostej (1):
E_CO =
⋅ 9,75 +
= 1170 [keV]

E_CS =
⋅ 10 +
= 661 [keV]

Przy pomocy prostej (2):

E_CO =
⋅ 9,75 +
= 1170 [keV]

E_BA =
⋅ 7 +
= 1680 [keV]

III. Wnioski:
Po sporządzeniu wykresów doszliśmy do wniosku, że liczby zliczeń impulsów dla kolejnych pierwiastków mierzone w dłuższym niż 10 sekund czasie przy szerokości okna równej 0,25 V dałyby dokładniejsze wyniki i umożliwiły obserwację zarejestrowanych widm w lepszym zakresie. Niemniej jednak spoglądając na spektrogramy można zauważyć, że dla każdego promieniotwórczego izotopu widmo jest charakterystyczne.

Wartości zmierzone podczas ćwiczenia odpowiadają wartościom tablicowym dla naszych próbek. Ewentualne niedokładności wynikające z błędu odczytu nie wpłynęły jednak na końcowy wynik w tak znaczącym stopniu.

Wartość E_Ba jest wartością przybliżona gdyż została odczytana z wykresu.

Poprawa sprawozdania.

---