Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
Akademia Górniczo  Hutnicza
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Ćwiczenie nr 2: Osłabienie
promieniowania gamma przy przejściu
przez materiÄ™.
Fizyka Środowiska, ćwiczenia laboratoryjne.
Prowadzący: mgr inż. Wiktor Filipek
Wykonał:
Paweł Sobczak
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii
kierunek: Inżynieria Środowiska
studia zaoczne, rok III, semestr IV, grupa 2
Data wykonania ćwiczenia: 24 maj 2014r.
Strona 1 z 9
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
SPIS TREÅšCI
SPIS TREÅšCI ........................................................................................................................ 2
1. Wstęp teoretyczny. ...................................................................................................... 3
2. Cel ćwiczenia. ............................................................................................................... 3
3. Opis ćwiczenia. ............................................................................................................. 3
4. Obliczenia i wykresy. .................................................................................................... 4
4.1. Pomiar widma oraz tła dla preparatu promieniotwórczego Co60. ............... 4
4.2. Wyniki pomiaru absorpcji ołowiu, aluminium i miedzi dla preparatu
promieniotwórczego Co60. ..................................................................................................... 4
4.3. Wykres zależności ilości kwantów od grubości absorbentu próbki ołowiu,
aluminium i miedzi dla z
ródła promieniotwórczego Cs137: .................................................... 5
4.4. Pomiar widma i tła dla preparatu promieniotwórczego Cs137. ..................... 6
4.5. Wyniki pomiaru absorpcji ołowiu, aluminium i miedzi dla preparatu
promieniotwórczego Cs137. .................................................................................................. 6
4.6. Wykres zależności ilości kwantów od grubości absorbentu próbki ołowiu,
aluminium i miedzi dla z
ródła promieniotwórczego Cs137: .................................................... 7
5. Podsumowanie i wnioski. ............................................................................................. 8
Strona 2 z 9
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
1. Wstęp teoretyczny.
P
2. Cel ćwiczenia.
Głównym celem doświadczenia jest:
" Sprawdzenie prawa osłabienia promieniowania gamma przy przejściu przez materię,
" Wyznaczenie współczynników osłabienia promieniowania gamma z uwzględnieniem
losowego charakteru rejestrowanych zdarzeń,
" Sprawdzenie zależności współczynników osłabienia promieniowania gamma
od energii kwantów gamma i liczby atomowej Z adsorbentów.
Ponadto, ćwiczenie umożliwia poznanie:
" Sposobu formowania wiązki promieniowania za pomocą kolimatorów,
" Licznikowej metody badania osłabienia promieniowania gamma,
" Budowy jedno kanałowego spektrometru scyntylacyjnego,
" Metod wyznaczania współczynników absorpcji: liniowego i masowego.
3. Opis ćwiczenia.
Podczas ćwiczenia należało zmierzyć tło, dokonać pomiaru krzywych absorpcji dla
ołowiu, miedzi i aluminium, wyznaczenia liniowych współczynników absorpcji dla
wyszczególnionych absorbentów i zinterpretować otrzymane wyniki. Pomiaru tła należy
dokonać przed pomiarem absorpcji, ponieważ podczas pomiaru krzywych absorpcji
program każdorazowo odejmuje od zarejestrowanej liczby zliczeń średnią wartość tła
. Należało również dokonać pomiaru widm preparatów promieniotwórczych.
Czynności wykonane podczas ćwiczenia:
" wybrać rodzaj pomiaru i przygotować aparaturę do pomiarów w polu  Przygotowanie
aparatury do pomiarów ,
" zapoznać się ze sposobem wykonania pomiarów, korzystając z instrukcji,
" zmierzyć widmo preparatu próbki promieniotwórczej;
" zmierzyć tło (2 razy)  dla dwóch preparatów promieniotwórczych,
" zmierzyć krzywe absorpcji promieniowania gamma w dwóch seriach pomiarowych:
dla Pb, Cu i Al; dla dwóch preparatów promieniotwórczych;
" wyznaczyć liniowe współczynniki osłabienia promieniowania gamma,
Strona 3 z 9
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
4. Obliczenia i wykresy.
4.1. Pomiar widma oraz tła dla preparatu promieniotwórczego Co60.
Pom. widma dla Co60
Pom. tła dla Co60
Napięcie progowe Liczba
L.p. N(Up) Napięcie progowe
Up [V] L.p. zliczeń
Up [V]
Nt
1 2 1143
1 0,00 340
2 2,5 646
2 0,00 324
3 3 476
3 0,00 319
4 3,5 318
4 0,00 347
5 4 86
Åšrednia wart. 332,5
6 4,2 95
7 4,4 159
8 4,6 429
9 4,8 739
10 5 697
11 5,2 294
12 5,4 74
13 5,6 10
4.2. Wyniki pomiaru absorpcji ołowiu, aluminium i miedzi dla preparatu
promieniotwórczego Co60.
Pom. absorpcji dla Pb, Co60 Pom. absorpcji dla Al, Co60 Pom. absorpcji dla Cu, Co60
Grubość próbki Ilość zliczeń Grubość próbki Ilość zliczeń Grubość próbki Ilość zliczeń
L.p. L.p. L.p.
d [mm] N(d) d [mm] N(d) d [mm] N(d)
1 2,00 1945 1 5,00 2361 1 2,00 2197
2 5,00 1394 2 10,00 2127 2 5,00 1926
3 7,00 1090 3 15,00 1916 3 7,00 1642
4 10,00 789 4 20,00 1758 4 10,00 1295
5 12,00 636 5 12,00 1233
6 15,00 435 6 15,00 1032
7 17,00 356 7 17,00 930
8 20,00 252 8 20,00 731
Strona 4 z 9
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
4.3. Wykres zależności ilości kwantów od grubości absorbentu próbki ołowiu, aluminium i miedzi dla z
ródła promieniotwórczego Cs137:
Pom. absorpcji dla Pb, Co60
y(d)=xd+C
Pom. absorpcji dla Al, Co60
Pom. absorpcji dla Cu, Co60
2500
2000
yAl = -40,4x + 2545
1500
1000
yCu = -80,86x + 2262
500
yPb = -90,44x + 1857
0
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0
Grubość próbki d [mm]
Strona 5 z 9
Liczba zliczeń N(d)
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
4.4. Pomiar widma i tła dla preparatu promieniotwórczego Cs137.
Pom. widma dla Cs137 Pom. tła dla Cs137
Liczba
Napięcie progowe
Napięcie progowe
L.p. N(Up)
L.p. zliczeń
Up [V]
Up [V]
Nt
1 3 891
1 0,00 359
2 3,5 568
2 0,00 333
3 4 413
3 0,00 333
4 5,5 357
4 0,00 325
5 5 330
Åšrednia wart. 337,5
6 5,2 346
7 5,4 310
8 5,6 358
9 5,8 374
10 6 404
11 6,2 411
12 6,4 452
13 6,6 375
14 6,8 324
15 7 314
16 7,2 300
17 7,4 279
18 7,6 389
19 7,8 497
20 8 0
21 8,2 313
22 8,4 288
23 8,6 378
24 8,8 388
25 9 226
26 9,2 140
27 9,4 53
28 9,6 32
29 9,8 12
30 10 11
4.5. Wyniki pomiaru absorpcji ołowiu, aluminium i miedzi dla preparatu
promieniotwórczego Cs137.
Pom. absorpcji dla Pb, Co137 Pom. absorpcji dla Al, Co137 Pom. absorpcji dla Cu, Co137
Grubość próbki Ilość zliczeń Grubość próbki Ilość zliczeń Grubość próbki Ilość zliczeń
L.p. L.p. L.p.
d [mm] N(d) d [mm] N(d) d [mm] N(d)
1 2,00 4492 1 5,00 4706 1 2,00 2197
2 5,00 3723 2 10,00 4392 2 5,00 1926
3 7,00 3173 3 15,00 4150 3 7,00 1642
4 10,00 2693 4 20,00 3839 4 10,00 1295
5 12,00 2275 5 12,00 1233
6 15,00 1893 6 15,00 1032
7 17,00 1683 7 17,00 930
8 20,00 1478 8 20,00 731
Strona 6 z 9
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
4.6. Wykres zależności ilości kwantów od grubości absorbentu próbki ołowiu, aluminium i miedzi dla z
ródła promieniotwórczego Cs137:
Pom. absorpcji dla Pb, Cs137
Pom. absorpcji dla Al, Cs137
y(d)=xd+C
Pom. absorpcji dla Cu, Cs137
5000
4500
4000
yAl = -56,86x + 4982
3500
3000
2500
2000
1500
yPb= -167,5x + 4519
1000
yCu = -80,86x + 2262
500
0
0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0
Grubość próbki d [mm]
Strona 7 z 9
Liczba zliczeń N(d)
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
Na podstawie wykresów i korzystając z przedstawionej funkcji linii trendu określono
współczynniki absorpcji:
A. dla z
ródła Co60:
" dla oÅ‚owiu: lnN0=1857, µPb=90,44 1/mm,
" dla aluminium: lnN0=2545, µAl=40,4 1/mm,
" dla miedzi: lnN0=2262, µCu=80,86 1/mm.
B. dla z
ródła Co137:
" dla oÅ‚owiu: lnN0=4519, µPb=167,5 1/mm,
" dla aluminium: lnN0=4982, µAl=56,86 1/mm,
" dla miedzi: lnN0=2262, µCu=80,86 1/mm.
5. Podsumowanie i wnioski.
Dla
Strona 8 z 9
Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, kierunek Inżynieria Środowiska, studia zaoczne
Strona 9 z 9