Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię studenta Tomaszewski Robert						Symbol grupy WT. 3.2
Data wyk. Ćwiczenia		Symbol ćwiczenia 4.1		Temat zadania Wyznaczanie bezwzględnej aktywności preparatu β promieniotwórczego.
	ZALICZENIE			Ocena	Data	Podpis

Rozpadem promieniotwórczym nazywa się samorzutną przemianę jąder jednego pierwiastka w jądra innego pierwiastka, której towarzyszy emisja promieniowania jądrowego. W wyniku rozpadania się jąder pierwiastka promieniotwórczego z upływem czasu ich liczba maleje. Prawo rozpadu promieniotwórczego opisane jest zależnością:

N = N₀ e ^-λt

N - liczba jąder pozostałych po czasie t

N ₀ - początkowa liczba jąder pierwiastka promieniotwórczego

λ - stała rozpadu promieniotwórczego

τ - średni czas życia jądra

Okres połowicznego rozpadu T_* jest to przedział czasu, po którym początkowa liczba

jąder N₀ zmniejszy się o połowę:

Aktywnością B próbki preparatu promieniotwórczego nazywamy szybkość jej rozpadu.

Miarą aktywności jest liczba jąder rozpadających się w jednostce czasu:

Jednostką aktywności w układzie SI jest bekerel [Bq] : 1[Bq] = [1/s]. Często używa się

jednostki zwanej kiur [Ci] : 1[Ci] = 3,7 ⋅ 10¹⁰ [1/s] oraz jej pochodnych [mCi], [μCi].

Rozpadem promieniotwórczym β nazywamy każdy z trzech typów rozpadów:

a) rozpad negatonowy ( β^- )

rozpad pozytonowy ( β⁺ )

c) wychwyt elektronu

Rodzaj rozpadu β jakiemu ulegnie jądro atomowe, zależy od stosunku liczby neutronów do liczby protonów. Cechą charakterystyczną promieniowania β jest ciągłość widma energii.

Wykonanie ćwiczenia polega na zarejestrowaniu wyników pomiarów oraz dokonaniu obliczeń. Zestaw3 do przeprowadzanego ćwiczenia:

ZWN - zasilacz wysokiego napięcia

GM - licznik GM okienkowy

W - wzmacniacz

P - przelicznik

Z - preparat promieniotwórczy

Ustalam:

- przyrost odległości Δ h = 3 mm

- czas pojedynczego pomiaru t = 10 min

• - badana próbka to izotop węgla C¹⁴

- dla tła N_tł = 0.902 1/s

- grubość okienka licznika s = 2.3 ⋅ 10 g/cm²

- promień przesłony r = 1.1 cm

	I	I-Itł	ω	δ	K
Lp.	[1/s]	[1/s]	[rad]	-
1	3.433	2.532	0.0145	1	0.325
2	3.735	2.833	0.0165	1.002	0.361
3	4.762	3.86	0.019	1.006	0.378
4	5.032	4.13	0.022	1.009	0.396
5	6.345	5.277	0.0256	1.015	0.414
6	7.668	6.767	0.0306	1.023	0.433
7	9.312	8.41	0.0369	1.032	0.453
8	11.98	11.078	0.0455	1.045	0.472
9	15.401	14.505	0.0571	1.061	0.49
10	20.11	19.208	0.0734	1.083	0.512
11	26.053	25.152	0.0968	1.117	0.53

Opracowanie wyników. Do wyznaczenia aktywności na podstawie zmierzonych częstości zliczeń impulsów, konieczne jest wprowadzenie poprawek:

poprawka na tło - wyznaczoną w pomiarach częstość zliczeń odpowiadającą wielkości tła

promieniowania należy odjąć od zmierzonej częstości zliczeń pocho-

dzącej od danego preparatu

N_p. = N - N_tł

b) poprawka na geometrię pomiaru - aktywność preparatu mierzy się liczbą cząstek

wyemitowanych ze źródła w jednostce czasu w pełny kąt bryłowy

4*, więc poprawka wyniesie

poprawka na pochłanianie - część cząstek jest absorbowana przez okienko licznika i

warstwę powietrza między źródłem promieniowania a licznikiem:

d = 0.005 g/cm² - warstwa połówkowego osłabienia promieniowania β

g = ( s + h )⋅δ - efektywna grubość warstwy pochłaniającej

s = 2.3⋅10^-3 g/cm² - grubość okienka

h - grubość warstwy powietrza

Wartość średnia aktywności wyniesie dla:

1/s

Bq

Wyznaczanie błędu obliczenia aktywności źródła.

Przykładowe obliczenia:

Wobec otrzymanego ω mogę przyjąć, że δ = 1, a więc aktywność B przy uwzględnieniu poprawki na pochłanianie K będzie wyrażać się wzorem:

Metoda różniczki zupełnej (błąd względny maksymalny):

Po wstawieniu powyższych obliczeń otrzymujemy:

Bq

( 521.42 < B < 570.9 ) Bq

Błąd względny popełniony wyniesie zatem:

---