ABSORBCJA ELEKTR ONÓW
P O C ( O D Z 
C Y C ( Z R O Z P A D U Å‚
CEL ĆW)CZEN)A
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika pochłaniania elektronów w różnych
materiałach na podstawie pomiaru ilości elektronów przechodzących przez próbkę, w
zależności od jej grubości oraz wyznaczenie masowego współczynnika pochłaniania.
y
ródłem elektronów w układzie będzie radioaktywny izotop 90Sr, który będzie ulegał
rozpadowi ². Rozpad ² jest jednÄ… z przemian jÄ…drowych, podczas której powstajÄ…
elektrony, a także ich antycząstki - pozytony. W wiązce elektronów, podczas
przechodzenia przez próbkę substancji, cześć elektronów tak wytraca swoją energię, że
mówimy, że zostały pochłonięte.
Z poniższego wzoru na ilość elektronów przechodzących przez próbkę:
N = N e  źx
k 0
w zależności od grubości próbki x , mierząc odpowiednio ilość elektronów
początkowych i poziom promieniowania tła pomniejsze pierwszej wielkości o drugą
daje N oraz ilość elektronów, której przeszły przez próbkę N można wyznaczyć
0 k
wartość współczynnika pochłaniania elektronów.
Masowy współczynnik absorpcji określony jest zależnością:
ź = ź* Á
PosÅ‚ugujÄ…c siÄ™ gÄ™stoÅ›ciami badanych próbek Á jak i również korzystajÄ…c z wczeÅ›niej
wyznaczonego współczynnika pochłaniania elektronów ź , można wyznaczyć masowy
współczynnik pochłaniania.
METODA POM)ARU ) UKA
AD POM)AROWY
Ćwiczenie składało się z następujących czynności:
I. Wyznaczenie współczynnika pochłaniania elektronów:
Wykonałem jeden pomiar poziomu promieniowania tła. Następnie
przeprowadziłem pomiar poziomu promieniowania ze z
ródłem promieniowania,
bez absorbentu. Kolejnym krokiem było zmierzenie grubości pojedynczej płytki
absorbentu oraz przeprowadzenie pomiaru poziomu promieniowania z
absorbentem, z każdym pomiarem zwiększając ilość płytek. Czynności te
powtarzałem dla innych absorbentów.
Układ pomiarowy użyty w tym ćwiczeniu składał się z:
- z
ródła promieniotwórczego
- licznik Geigera - Müllera wraz z kablem
i rurkÄ… pomiarowÄ…
- płytek badanych substancji
WYNIKI POMIARÓW
Poziom promieniowania tła:
n t [min] N
T T T
75 5 15
Poziom promieniowania bez absorbentów
n t [min] N
0 T 0
3079 1 3079
N = 3126,6
o średnie
3223 1 3223
3129 1 3129
3135 1 3135
3067 1 3067
·ð Papier
l.p X [mm] N  N Współczynnik absorpcji ź dla papieru:
pomiaru tła
1 0,3 2796
ź = (0,425 ą 0,02) [1/mm]
2 0,6 2466
3 0,9 2193
4 1,2 1964
5 1,5 1656
·ð Aluminium
l.p x [mm] N  N Współczynnik absorpcji ź dla aluminum:
pomiaru tła
1 0,25 2119
ź = (1,473 ą 0,02) [1/mm]
2 0,5 1468
3 0,75 1034
4 1 719
5 1,25 480
·ð Polipropylen
l.p X [mm] N  N Współczynnik absorpcji ź dla polipropylenu:
pomiaru tła
1 0,25 2119
ź = (0,421 ą 0,03) [1/mm]
2 0,5 1468
3 0,75 1034
4 1 719
5 1,25 480
·ð Polimetakrylan metylu
l.p X [mm] N  N Współczynnik absorpcji ź dla Polimetakrylanu metylu:
pomiaru tła
1 1 1945
ź = (0,743 ą 0,03) [1/mm]
2 2 1023
3 3 497
4 4 248
5 5 96
·ð Tworzywo fenolowo - formaldehydowe (bakelit)
l.p X [mm] N  N Współczynnik absorpcji ź dla tworzywa fenolowo -
pomiaru tła
1 1 1677 formaldehydowego:
2 2 796
ź = (1,083 ą 0,09) [1/mm]
3 3 327
4 4 100
5 5 21
Na podstawie wyznaczonych współczynników pochłaniania elektronów oraz posługując się
wartoÅ›ciami gÄ™stoÅ›ci badanych probówek, sporzÄ…dzono wykres ź Á oraz wyznaczono metodÄ…
najmniejszych kwadratów masowego współczynnika absorpcji ź* wraz z błędem:
Substancja Papier Aluminum Bakelit Polipropylen polimetakrylan metylu
Á [g/cm3] 0,852 2,70 1,39 0,90 1,18
WYN)K) KOC
COWE:
Substancja Współczynnik absorpcji ź [1/mm]
Papier
(0,425 Ä… 0,02)
Aluminium
(1,473 Ä… 0,02)
Bakelit
(1,083 Ä… 0,09)
Polimetakrylan metylu
(0,743 Ä… 0,03)
Polipropylen
(0,421 Ä… 0,03)
Masowy współczynnik absorpcji µ* wyniósÅ‚:
µ* = (1,567Ä…0,34 ) [mm2/g]
WNIOSKI
Na podstawie powyższego ćwiczenia można zaobserwować oddziaływanie elektronów z
materią. Jest to możliwe dzięki temu że elektrony posiadają małą masę i ładunek
elektryczny. Elektrony przechodząc przez próbkę są pochłaniane i rozpraszane.
Czynnikiem wpływającym na absorpcję elektronów jest grubość absorbenta oraz
jego gęstość. Wzrost ilości zaabsorbowanych elektronów jest wprost proporcjonalny do
gęstości substancji. Największy współczynnik absorpcji ma w związku z tym ma
aluminium.
Zgodnie z wyżej wymienionym wnioskiem, skuteczność ochrony radiologicznej
przed promieniowaniem ² wzrasta wraz z korzystaniem z substancji o najwiÄ™kszej
grubości i gęstości.
Największy wpływ na niedokładność wyników miała zbyt mała liczba pomiarów
jak również zbyt krótki czas pomiarów.