POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

LABORATORIUM FIZYKI

Ćwiczenie nr 6.

Temat:

Badanie absorbcji energii promieniowania γ w miedzi i w ołowiu.

Skład grupy:

Wydz. Elektryczny

Gr. II Sem. IV

2. Przebieg ćwiczenia.

Schemat aparatury pomiarowej:

gdzie: I. Domek ołowiany wraz z licznikiem G-M. I źródłem promieniowania γ

2. Zasilacz wysokiego napięcia ZWN 21

2. Przelicznik elektronowy PT - 44 A

3. Wzmacniacz liniowy WL - 41

4. Układ całkujący.

Tabela pomiarowa.

		Ołów									Miedź
Nr pom	Liczba zliczeń Z		lnZ	Grubość płytki [cm]	Srednia grubość x0 [cm]		kx0	Liczba zliczeń Z	lnZ			Grubość płytki [cm]	Srednia kx0 grubość [cm] [ cm ]
1	4978		8.512	0			0.257	4907	8.498			0	0.212
2	4047		8.305	0.302			0.514	4009	8.296			0.238	0.424
3	3043		8.020	0.295			0.771	3572	8.181			0.239	0.636
4	2215		7.703	0.298	0,257		1.028	3250	8.086			0.240	0,212 0.848
5	1617		7.388	0.294			1.285	2827	7.947			0.241	1.06
6	1162		7.058	0.301			1.542	2587	7.858			0.238	1.272
7	855		6.751	0.305			1.799	2324	7.751			0.241	1.484
8	---		---	---	---			2039	7.620			0.239	1.696
9	---		---	---	---			1863	7.530			0.238	1.908

3. Opracowanie wyników pomiarów.

Obliczanie całkowitego, liniowego współczynnika absorbcji.

- dla miedzi:

ΔlnZ = 8.498 - 7.530 = 0.968

Δx = 1.908 - 0.212 = 1.696 cm.

- dla ołowiu:

ΔlnZ = 8.512 - 6.751 = 1.661

Δx = 1.799 - 0.257 = 1.542 cm.

Obliczenie całkowitego, masowego współczynnika absorbcji

- dla miedzi:

ρ = 8.92 [g/cm³ ]

- dla ołowiu:

ρ = 11.34 [g/cm³ ]

Wyznaczenie energii kwantów γ (z wykresu 1 załączonego do instrukcji ).

Z wykresu wynika, że E_γ = 0.9 MeV.

Majac energię kwantów γ odczytujemy z wykresu 2 ( w instrukcji )masowe współczynniki absorbcji w Pb dla poszczególnych zjawisk:

- fotoelektrycznego:

- Comptonowskiego:

- tworzenia par:

Obliczanie masowego współczynnika absorbcji w Cu dla poszczególnych zjawisk ze wzorów:

Z - liczba porządkowa i A - liczba masowa pierwiastka o znanym masowym współczynniku absorbcji.

Z₁-liczba porządkowa i A₁-liczba masowa pierwiastka o nieznanym masowym współczynniku absorbcji

Dla miedzi Z₁ = 29, A₁ = 63.54, zaś dla ołowiu Z₁ = 82, A₁ = 297.21

Po przekształceniu wzorów mamy:

Wnioski:

Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło nam na zbadanie absorbcji promieniowania γ w miedzi i ołowiu. Wyznaczona energia kwantów ma wartość 0.9 MeV, a odpowiadające jej masowe współczynniki obsorbcji dla poszczególnych zjawisk wyznaczone z wykresu oraz z obliczeń wyniosły kolejno:

- dla ołowiu:

- zj. fotoelektryczne:

- zj. Comptona:

- zj. tworzenia par:

- dla miedzi:

- zj. fotoelektryczne:

- zj. Comptona:

- zj. tworzenia par:

Oznacza to, że dla energii E_γ = 0.9 MeV absorbcję promieniowania γ powoduje głównie zjawisko Comptonowskie , w mniejszyn stopniu absorbcję powoduje zjawisko fotoelektryczne, natomiast zjawisko tworzenia par nie zachodzi wcale. Potwierdza to teorię, że zjawisko Comptona i fotoelektryczne występuje już przy małych energiach kwantów, natomiast zjawisko tworzenia par zachodzi dopiero przy energiach ≥ 1.02 MeV.

---