W5 „Absorpcja elektronów”

1. Teoria

W doświadczeniu będziemy korzystać z izotopu strątu który będzie źródłem promieniowania B-(czyli rozpadu neutronu znajdującego się w jądrze na proton ,elektron i antyneutrino elektrodowe). Następnie korzystając z różnych materiałów absorpcyjnych będziemy badać zdolności absorpcyjne poszczególnych materiałów(czyli zdolność do pochłaniania elektronów przechodzących przez dany materiał). Do zliczania elektronów wydzielanych przez izotop i przechodzących przez nasze próbki będziemy używać miernika Geigera (należy jednak wsiąść pod uwagę ,że w samym powietrzu znajduje się pewna ilość elektronów).

2. Tabelki obliczeniowe

NT = 28 Promieniowanie podstawowe P = 8689 P-Nt = 8671 Ln(P-Nt) = 9.067

szkło organiczne

x 1 2 3 4 5

N 5574 3477 1883 957 373

N-Nt 5556 3459 1865 939 355

Ln(N-Nt) 8.622 8.148 7.531 6.844 5.872

ołów

x 1 2 3 4 5

N 25 21 18 15 13

N-Nt 7 3 0 0 0

Ln(N-Nt) 1.945 1.098

bakelit

x 1 2 3 4 5

N 4925 2509 1177 448 111

N-Nt 4907 2491 1159 430 93

Ln(N-Nt) 8.498 7.820 7.055 6.063 5.262

żelazo

x 1 2 3 4 5

N 38 28 19 18 13

N-Nt 20 10 1 0 0

Ln(n-nt) 2.995 2.302 0

Papier

x 1 2 3 4 5

N 6100 4489 3087 2072 1374

N-Nt 6083 4471 3069 2054 1356

Ln 8.716 8.409 8.034 7.636 7.255

3. Wykresy ln(N-NT) w funkcji grubości próbki x.

Wykresy są załączone do sprawozdania.

4. Współczynnik absorpcji μ oraz jego błąd.

μ=

szkło = -0.626 ±0.046

ołów = -3.984 ±1.811

bakelit = -0.774 ±0.034

żelazo = -2.789 ±0.774

papier = -0.366 ±0.009

5. Wykres zależności μ(ρ).

ρ [g/cm³] =

szkło = 1.18

ołów = 11.34

bakelit = 1.39

żelazo = 7.9

papier = 0.852

6. Masowy współczynnik absorpcji μ* wraz z błędem.

μ=0.33176 ±0.01

7. Wnioski:

W doświadczeniu obserwujemy wyraźne oddziaływanie elektronów z materią (w postaci przeróżnych absorbentów) które to są w różnym stopniu pochłaniane przez te materiały. Wpływ na wielkość tej absorpcji ma kilka czynników min. gęstość danego pochłaniacza .Im jest ona większa tym więcej elektronów zostanie pochłoniętych przy przechodzeniu przez dany absorbent. Również grubość materiału ma znaczenie gdyż wpływa ona na gęstość powierzchniową która ma kluczowe znaczenie przy zatrzymywaniu elektronów (również jest to zależność proporcjonalna). Widać więc że ochrona radiologiczna przed promieniowaniem B może być dość skuteczna jeśli tylko użyjemy odpowiednich materiałów o odpowiedniej grubości. Jest to znane już od wielu lat bo przecież wszelkiego rodzaju bunkry były już blisko 100 lat temu budowane z grubych ścian betonowych i wzmacniane ołowiem które to mają dużą zdolność absorpcji.

Wpływ na dokładność doświadczenia mogą mieć przede wszystkim pomiary materiałów o dużej zdolności absorpcji jak ołów czy żelazo i to do nich należy przykuć największą uwagę gdyż w reszcie materiałów wyniki wychodzą w większości poprawne.

Szkło organiczne

Ołów

Bakelit

Żelazo

Papier

---