Sprawozdanie

z ćwiczeń laboratoryjnych fizyki

Ćwiczenie wykonali Bober Dariusz, Remigiusz Szafraniec

Sprawozdanie napisał Dariusz Bober

Temat ćwiczenia: Pochłanianie promieniowania γ

Grupa dziekańska ED 3.1

Semestr trzeci

Data wykonania ćwiczenia 1996.10. 15

Ocena:

1. Cel ćwiczenia.

Wykonanie przez nas tego ćwiczenia miało na celu zapoznanie się z zależnością natężenia promieniowania od grubości i rodzaju absorbenta. W tym celu badamy, za pomocą spektrometru scyntylacyjnego, aktywność źródła promieniotwórczego.

2. Podstawowe informacje teoretyczne.

Główną cechą charakterystyczną promieniowania γ jest tzw.: zjawisko śrutowe, objawiające się tym, że każdy foton γ jest usuwany niezależnie z padającej wiązki promieniowania. Ilość kwantów N przechodzących przez absorbent, w zależności od jego grubości x, wyrażona jest wzorem (prawo osłabienia):

gdzie: N₀ - natężenie promieniowania padającego na absorbent

μ - współczynnik osłabienia określający jaka część strumienia promieniowana

zostanie usunięta z wiązki po przejściu przez jednostkową grubość absorbenta i jest wywołany efektem Comptona, fotoefektem, oraz tworzeniem się par .

Logarytmując powyższe wyrażenie otrzymamy wzór, który pozwoli nam w prosty sposób wyznaczyć współczynnik osłabienia μ.

Mamy więc równanie typu , gdzie u nas a jest równe μ. μ jest więc tangensem kąta nachylenia prostej względem osi x. Prostą tą otrzymamy aproksymując funkcję , z wykorzystaniem metody najmniejszych kwadratów.

3. Wykonanie ćwiczenia.

W ćwiczeniu jako absorbentu użyliśmy płytek stalowych. Układ pomiarowy (rys. 1.1) był już zestawiony, zaś materiał promieniotwórczy był już zabezpieczony w pojemniku ołowianym.

Rys. 1.1.

Elementy składowe zestawy:

• O - osłona ołowiana z kolimatorem

• Z - źródło promieniowania

• P - pręt do zawieszenia płytek

• A - płytki absorbentu

• SS detektor scyntylacyjny

• UL układ zliczający

Po dokonaniu pomiarów otrzymaliśmy następujące rezultaty:

Przykłady obliczeń w metodzie najmniejszych kwadratów:

Błędy, którymi obarczone są wielkości a i b można obliczyć stosując wzory na średnie odchylenie standardowe σ_a i σ_b.

A zatem poszukiwane przez nas równanie prostej ma postać:

Wnioski

Promieniowanie gamma jako najbardziej przenikliwe stanowi wyjątkowo duże zagrożenie dla zdrowia, w związku z czym nie mieliśmy bezpośredniego kontaktu z źródłem promieniotwórczym.

Zaproksymowaliśmy tylko pięć pierwszych pomiarów, gdyż pozostałe były obarczone zbyt grubym błędem spowodowanym wpływem tła na wartości pomiarów.

Tło spowodowane jest naturalnym promieniowaniem: sali (ścian, stołów, itp.).

Dużym uproszczeniem i ułatwieniem w wykonaniu obliczeń było wykorzystanie elektronicznej techniki obliczeniowej (programu komputerowego „Microsoft Excel”.

---