Badanie pochłaniania promieniowania przez osłony radiacyjne

WTŻ gr.7

P59. Badanie pochłaniania promieniowania przez osłony radiacyjne.

Celem mojego ćwiczenia jest absorpcja promieniowania , , γ, przez różne materiały i pomiar współczynnika pochłaniania  .

Promieniowanie  to jądra atomów helu zbudowane z dwóch protonów i dwóch neutronów. Cząstki & są mało przenikliwe, ponieważ podczas przechodzenia przez materię silnie ją jonizują i tracą przy tym energię kinetyczną.

Promieniowanie ⁺ czyli emisja pozytonów (e⁺), towarzyszy rozpadom jądrowym. Od cząstek ⁺ częściej emitowane są jednak elektrony (e^-)- mamy tu do czynienia z promieniowaniem ^. Cząstki  są bardziej przenikliwe od cząstek , ponieważ przechodzą przez materię słabiej ją jonizują.

Natomiast kwanty gamma γ, jako promieniowanie elektromagnetyczne są bardzo przenikliwe, ponieważ słabo reagują z materią (gazu prawie w ogóle nie jonizują).

Do wykonania ćwiczenia potrzebne mi są następujące rzeczy:

źródło radioaktywne
detektor promieniowania (licznik Geigera-Müllera)
Interfejs Science Workshop 700
statyw z wyposażeniem
substancje pochłaniające (płytki absorpcyjne)

Licznik Geigera-Müllera jest to gazowy detektor promieniowania należący do grupy detektorów jonizujących. Służy on do rejestracji liczby cząstek bez rozróżnienia ich energii. Do rejestracji cząstek  stosuje się licznik zaopatrzone w cienkie okienka, przez które cząstki łatwo przenikają do wnętrza detektora, gdzie jonizując zawarty gaz są zarejestrowane i policzone przez układ liczący. Prawdopodobieństwo wykrycia cząstek  sięga ok.100%.

Wykonanie ćwiczenia

Przygotowuję swoje stanowisko do ćwiczenia:

Włączam Science Workshop Interfejs 700
Podłączam detektor do cyfrowego wejścia
Włączam komputer, uruchamiam system operacyjny Windows i program Science Workshop, otwieram w katalogu Library/Physics dokument P59_SHIE.SWS.

Przygotowuję licznik Geigera-Müllera.

Zdejmuję ostrożnie osłonkę z czoła licznika
Ustawiam detektor na statywie pozycji pionowej i podłączam do sieci
Podłączam kabel wyjściowy z kablem „stereo”, który podłączam do interfejsu

Wykonywanie pomiarów. Pomiary te odbywają się w czasie 60 sekund z podziałem na cztery 15 sekundowe pomiary.

1) Pomiar tła radiacyjnego. W czasie tego pomiaru odsunęłam wszystkie źródła promieniowania na dostatecznie dużą odległość od detektora i dokonałam pomiaru dla każdego 15 sekundowego podziału.

Pomiary dla tła radiacyjnego:

- wartość średnia promieniowania tła (Mean) - 5,236

2) Obliczam aktywność źródła promieniowania  (przed czołem licznika umieszczam źródło promieniowania 

Uzyskane pomiary:

3) Następnie pomiędzy źródłem promieniowania a czołem detektora umieszczam kolejno:

KAWAŁKI miedziU

Dokonuję pomiarów:

Liczba płytek		0	1		2	3	4	5
Grubość[m]		0	0,00005		0,0001	0,00015	0,0002	0,00025
N-T		188	112		70	50	41	36
Substancja pochłaniajaca		AL			Współczynnik pochłaniania	K,[1/m]	-6666
Ln(N-T)	5,236		4,718	4,248	3,912	3,713	3,583

PŁYTKI ALUMINIOWe

Dokonuję pomiarów:

Liczba płytek	0	1	2	3	4	5
Grubość[m]	0	0,0001	0,0002	0,0003	0,0004	0,0005
N-T	188	143	117	108	96	71
Ln(N-T)	5,236	4,963	4,763	4,682	4,564	4,262
Substancja pochłaniajaca	AL		Współczynnik pochłaniania	K,[1/m]	-1700

Wyznaczanie liniowego współczynnika pochłaniania.

Korzystam z programu Science Workshop, wyznaczam współczynnik pochłaniania k i rysuję wykres (przedstawiający zależność ln(N-T) od grubości x warstwy pochłaniającej).

Współczynnik pochłaniania k wyznaczam dla płytki aluminiowej. Zapisuję grubość płytek aluminiowych przy kolejnym zwiększeniu warstwy.

Liczba płytek grubość x(m)

0,00000
0,0001
0,0002
0,0003
0,0004
0,0005

Zapisuję wartość lnN

5,23
4,96
4,76
4,68
4,56
4,26

WNIOSKI:

Na podstawie wyników mogę stwierdzić, że zwiększając grubość absorbenta zdolność pochłaniania spada jak i również im większa gęstość substancji tym mniejsza przenikliwość.