Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej

Nazwisko i imię: Puławski Tomasz						Symbol grupy: ED.3.5
Data wyk. ćwiczenia: 96.10.30	Symbol ćwiczenia: 2.1		Temat zadania: Wyznaczanie współczynników osłabienia promieniowania g.
	Zaliczenie:	Ocena:		Data:	Podpis

Podstawy teoretyczne:

Promieniowanie g po przejściu przez warstwę absorbentu o grubości dx ulega osłabieniu które wyraża się wzorem : dN = -m N dx , gdzie dN liczba kwantów usunięta ze strumienia o natężeniu N, a m współczynnik osłabienia. Współczynnik osłabienia określa jaka część promieniowania zostanie usunięta z wiązki pierwotnej po przejściu przez warstwę absorbentu o grubości jednostkowej. Całkowity współczynnik osłabienia wynosi m = m_f + m_c + m_p. , gdzie m_f współczynnik osłabienia spowodowany fotoefektem, m_c współczynnik osłabienia spowodowany zjawiskiem Comptona oraz m_p. współczynnik osłabienia spowodowany zjawiskiem tworzenia par. W półlogarytmicznym układzie współrzędnych prawo osłabienia przedstawione jest równaniem prostej o współczynniku kierunkowym m :

ln N = ln N₀ - mx

Rys1: Zestaw do pomiaru współczynnika osłabienia promieniowania g:

w skład zestawu wchodzą:

• O - osłona ołowiana z kolimatorem

• Z - źródło promieniowania

• P.- pręt do zawieszania płytek absorbentu

• A - płytki absorbentu

• SS - detektor scyntylacyjny

• UL. - układ zliczający

1. Pomiar współczynnika osłabienia dla ołowiu:

1.1.Tabela pomiarowa dla ołowiu :

Lp	x[mm]	N	Ntł	t [s ]	N/t [1/s]	N/t - Ntł/ttł
1	0	138171	38071	120	1151,4	1024,496
2	6,2	71432	38071	120	595,3	468,396
3	6,3	71176	38071	120	593,2	466,296
4	6,5	70188	38071	120	584,9	457,996
5	10,2	50469	38071	120	420,6	293,696
6	12,5	42749	38071	120	356,2	229,296
7	12,8	42337	38071	120	352,8	225,096
8	16,4	32773	38071	120	273,1	146,196
9	16,7	32178	38071	120	268,1	141,196
10	19	28742	38071	120	239,5	112,596
11	20,7	26947	38071	120	224,6	97,696
12	29,2	19327	38071	120	161,1	34,196
13	39,7	16514	38071	120	137,6	10,696
14	50	15521	38071	120	129,3	2,396
15	60,3	15367	38071	120	128,1	1,196
16	70,8	15294	38071	120	127,5	0,596

1.2.Wykres zależności ln N = f(x) dla ołowiu:

1.3.Obliczanie współczynnika osłabienia dla ołowiu:

∑w _i=13

∑x _i= 196,2mm

∑y _i=67,02

∑x _iy _i=857,69mm

∑x²_i=4310,58mm²

m=(0,1139±0,005)/mm d_m=4%

gęstość ołowiu d=11,34g/cm³

Masowy współczynnik osłabienia dla ołowiu m_m.=(0,1004±0,0044)cm²/g

2. Pomiar współczynnika osłabienia dla miedzi:

2.1.Tabela pomiarowa dla miedzi:

Lp	x[mm]	N	Ntł	t [s ]	N/t [1/s]	N/t - Ntł/ttł
1	4,9	104676	38071	120	872.3	745.3
2	9,8	80061	38071	120	667.175	540.175
3	14,7	62726	38071	120	522.7167	395.7167
4	19,6	50363	38071	120	419.6917	292.6917
5	24,5	40723	38071	120	339.3583	212.3583
6	29,4	33904	38071	120	282.5333	155.5333
7	34,3	29172	38071	120	243.1	116.1
8	39,2	25047	38071	120	208.725	81.72501
9	44,1	22588	38071	120	188.2333	61.23334

2.2.Wykres zależności ln N = f(x) dla miedzi:

2.3.Obliczanie współczynnika osłabienia dla miedzi:

Δ=12957,75mm²

a=-0,0638 /mm

b = 6,92

Δa = 0,0014/mm

Δb = 0,038

y = (-0,0638±0,0014)x + (6,92±0,038)

μ= (0,0638±0,0014 )/mm d_m=2,2%

gęstość miedzi d=8,89g/cm³

Masowy współczynnik osłabienia dla miedzi m_m.=(0,07176±0,00157)cm²/g

3. Pomiar współczynnika osłabienia dla żelaza:

3.1.Tabela pomiarowa dla żelaza:

Lp	x[mm]	N	Ntł	t [s ]	N/t [1/s]	N/t - Ntł/ttł
1	4.4	108203	38071	120	901.6917	774.6917
2	13.6	70142	38071	120	584.5167	457.5167
3	22.9	47870	38071	120	398.9167	271.9167
4	32.3	34397	38071	120	286.6417	159.6417
5	41.7	26377	38071	120	219.8083	92.80833
6	51.1	21854	38071	120	182.1167	55.11667
7	60.5	19081	38071	120	159.0083	32.00833
8	69.7	17603	38071	120	146.6917	19.69167
9	79	16491	38071	120	137.425	10.425
10	88.4	15928	38071	120	132.7333	5.733337
11	97.8	15646	38071	120	130.3833	3.383331
12	107.1	15473	38071	120	128.9417	1.941666

3.2.Wykres zależności ln N = f(x) dla żelaza:

3.3.Obliczenie współczynnika osłabienia dla żelaza:

Δ=29385,56mm²

a=-0,056/mm

b = 6,87

Δa = 0,0013/mm

Δb = 0,057

y = (-0,0638±0,0014)x + (6,92±0,038)

μ= (0,056±0,0013 )/mm

d_m=2,3%

Wnioski z ćwiczenia:

Współczynniki osłabienia dla poszczególnych materiałów są różne ,największy współczynnik (m=(0,1139±0,005)/mm) ma (jak można się było domyśleć) ołów - materiał używany do wytwarzania osłon w reaktorach jądrowych ; następna w kolejności badanych materiałów jest miedź (μ= (0,0638±0,0014 )/mm) jej współczynnik niewiele różni się od współczynnika dla żelaza (μ=(0,056±0,0013 )/mm) lecz wyraźna jest rozbieżność tych dwóch ostatnich i m ołowiu. Dokładność z jaką wyliczone zostały współczynniki jest dość duża , błąd wahał się od 2,2% dla miedzi do 4% przy obliczeniach wykonanych dla ołowiu.

1

---