2.1, 2.1 d, Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej


Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię Mazur Krzysztof

studenta:

Instytut i symbol grupy WT 3.2

Data wykonania ćwiczenia:

99-01-11

Symbol ćwiczenia: 2.1

Temat zadania: Wyznaczanie współczynników osłabienia promieniowania γ.

Zaliczenie:

Ocena:

Data:

Podpis:

1.Tabela pomiarów.

-pomiar tła

Lp.

N'

'

Nt

1

14656

14361

119,7

2

14066

-pomiar płytek żelaznych

Lp.

x

N'

N

N - Nt

ln(N-Nt)

mm

1

0

129234

1076,9

957,2

6,864

2

4,8

102279,5

852,33

732,63

6,597

3

14,1

65029,5

544,9

422,2

6,045

4

23,3

43529

362,74

243

5,493

5

32,8

31385,5

261,55

141,5

4,955

6

42

24124,5

201,04

81,34

4,399

7

51,2

19512

162,6

42,9

3,759

8

60,3

17052,5

142,1

22,4

3,109

9

69,6

15499,5

129,16

9,5

2,247

10

78,8

14378,5

119,8

0,12

-2,113

Cztery ostatnie pomiary pomijam, ponieważ N < Nt

2.Częsć teoretyczna.

Promieniowanie γ jest to promieniowanie elektromagnetyczne powstające przy przejściu jądra ze stanu wzbudzonego do stanu do stanu o niższej energii, którym może być zarówno stan podstawowy jak i wzbudzony. Energie wzbudzenia jądra mogą przyjmować tylko ściśle określone wartości, zatem widmo energetyczne kwantów γ jest widmem liniowym. Promieniotwórczym rozpadom jąder towarzyszy zwykle emisja kwantów γ  energiach od 10keV do 5MeV.

Dominującymi procesami w oddziaływaniu z materią są: zjawisko fotoelektryczne, zjawisko Comptona, zjawisko tworzenia par elektrono - pozytonowych.

W zjawisku fotoelektrycznym kwant γ przekazuje całą swoją energię związanemu elektronowi, który uzyskuje energię T równą:

T=h-I

gdzie I jest energią wiązania elektronu na odpowiedniej powłoce. Elektron może być wyrzucony z absorbentu, lub jeśli absorbent nie jest zbyt cienki, może być w nim natychmiast zaabsorbowany. Ze względu na zasadę zachowania pędu zjawisko fotoelektryczne nie może zachodzić na elektronach swobodnych. Może zachodzić tylko na elektronach związanych.

Zjawisko Comptona jest to sprężyste zderzenie kwantu γ z elektronem swobodnym lub słabo związanym. W jego wyniku powstaje rozproszony kwant γ o mniejszej energii oraz obdarzony częścią energii kwantu pierwotnego, tzw. elektron komtonowski. Długość fali γ promieniowania rozproszonego w zjawisku Conptona można obliczyć ze wzoru;

gdzie:

h- stała Plancka

me- masa spoczynkowa elektronu

c- prędkość światła

- kąt rozproszenia kwantu

- długość fali promieniowania pierwotnego

Trzecim z podstawowych rodzajów oddziaływania promieniowania γ z materią jest proces tworzenia par: elektron-pozyton. Zachodzi w polu elektrycznym jądra lub elektronu a polega na przemianie kwantu γ w elektron i pozyton. Ze względu na konieczność równoczesnego spełnienia praw zachowania energii i pędu, utworzenie pary e- i e+ w próżni nie jest to możliwe. Para może powstać tylko w obecności trzeciej cząstki: jądra lub elektronu.

W przypadku granicznym pozyton i elektron mogą mieć energię kinetyczną równą zero. Wtedy energia progowa tworzenia pary wynosi:

hpr=2mec2+Tk

gdzie Tk jest energią odrzutu jądra lub elektronu, w obecności którego powstaje para.

Podstawową cechą charakterystyczną oddziaływania promieniowania γ z materią jest występowanie tzw. zjawiska śrubowego, polegającego na tym że każdy foton jest niezależnie usuwany z padającej wiązki promieniowania. Liczba kwantów dN usuniętych ze strumienia o natężeniu N, po przejściu przez warstwę absorbentu o grubości wynosi:

dN=-dx

gdzie  jest stałą dla określonej energii promieniowania γ oraz ośrodka i nazywa się współczynnikiem osłabienia.

Po scałkowaniu:

gdzie:

N0-natężenie promieniowania padającego na absorbent

  1. natężenie promieniowania po przejściu przez absorbent o grubości x

Współczynnik osłabieni jaką część strumienia promieniowania zostanie usunięta z wiązki pierwotnej po przejściu przez warstwę absorbentu o jednostkowej grubości. Jeśli grubość absorbentu wyrazimy w jednostkach długości to mówimy o liniowym współczynniku osłabienia, jeśli zaś w jednostkach masy na jednostkę powierzchni, mówimy wtedy o masowym współczynniku osłabienia.

Wykładnicza postać prawa osłabienia pozwala w prosty sposób wyznaczyć współczynnik osłabienia:

lnN = lnNo -x

3.Schemat wykonania ćwiczenia.

Układ pomiarowy składa się z następujących elementów:

O-osłona ołowiana z kolimatorem

Z-źródło promieniowania

  1. pręt do zawieszania płytek absorbentu

A- płytki absorbentu

  1. detektor scyntylacyjny

UL- układ zliczający

Źródło promieniowania znajduje się w osłonie ołowianej. Promieniowanie przechodzi przez koliminator i pada na absorbent zawieszony na pręcie. Po przejściu przez absorbent rejestrowane jest przez detektor i układ zliczający.

4.Opracowanie wyników pomiarów.

Lp.

x

N

y = lnN

x2

xy

w

 = a

b=lnN0

N0

mm

1/s

-

mm2

mm

-

mm

-

1/s

1

0

957,2

6,864

0

0

1

-0,09

7,49

1790,05

2

4,8

732,63

6,597

23,04

31,6656

1

3

14,1

422,2

6,045

198,81

85,2345

1

4

23,3

243

5,493

542,89

127,9869

1

5

32,8

141,5

4,955

1075,84

162,524

1

6

42

81,34

4,399

1764

184,758

1

7

51,2

42,9

3,759

2621,44

192,4608

1

8

60,3

22,4

3,109

3636,09

187,4727

1

9

69,6

9,5

2,247

4844,16

156,3912

1

10

78,8

0,12

-2,113

6209,44

-166,5044

1

376,9

41,355

20915,71

961,9893

10

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Lp.

xi

b

a

y'

y

y=y'-y

y2

a

b

mm

1/mm

1/mm

-

-

-

-

1/mm

1

0

7,49

-0,09

7,49

6,864

0,626

0,3919

0,0041

0,0297

2

4,8

7,058

6,597

0,489

0,239

3

14,1

6,221

6,045

0,176

0,0309

4

23,3

5,393

5,493

-0,1

0,01

5

32,8

4,538

4,955

-0417

0,1739

6

42

3,71

4,399

-0,689

0,4747

7

51,2

2,882

3,759

-0,877

0,769

8

60,3

2,063

3,109

-1,046

1,094

9

69,6

1,226

2,247

-1,021

1,0424

10

78,8

0,398

-2,113

2,511

6,305

10,5308

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Równanie wyznaczonej prostej zapiszemy w postaci: .

Błąd względny wyznaczania współczynnika osłabienia ma wartość:

0x01 graphic
.

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
5.1, 5.1 d, Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
5.1, 5.1 d, Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Wyznaczanie stałej Verdeta v2, Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
ATOM2 ~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
E2 1mix, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej_
Wyznaczanie wspó czynnika lepko ci cieczy metod Ostwalda, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Polit
J9.1-1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
14.1 b, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
6.2 a, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
BAZADA~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
OPT3 2~1, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
O 3 2 , Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Wyznaczanie napięcia zapłonu i gaśnięcia lamp y jarzeniowej, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej P
11.1 c, Pracownia Zak˙adu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

więcej podobnych podstron