ZiIP I rok studiów	Wyznaczanie współczynnika absorpcji promieni γ	13,01,2009r
Ćwiczenie nr	Dariusz Strząbała	Ocena:

I. Uwagi prowadzącego

II. Wstęp teoretyczny

Celem ćwiczenia było wyznaczenie natężenia promieniowania gamma w zależności od grubości płytki absorbenta. Pomiary został wykonany dla kilku różnych grubości absorbenta.

W skład zestawu pomiarowego wchodzi :

- przetwornik G-M typu WAT - jest on umieszczony na statywie, w osłonie ołowianej. Pod przetwornikiem w osłonie wycięty jest otwór o powierzchni równej przekrojowi przetwornika. W bocznych ścianach statywu wycięte są rowki, w które można wkładać przesłony absorbenta. Pod przetwornikiem i przesłonami umieszczony jest w osłonie ołowianej preparat gamma promieniotwórczy. Przetwornik odbiera promieniowanie i przetwarza je na impulsy elektryczne,

- licznik - do zliczania impulsów z przetwornika,

III. Wykonanie ćwiczenia

Ćwiczenie polegało na pomiarze ilości impulsów w czasie t=100 s dla różnych grubości absorbenta. Materiałem absorbenta była folia aluminiowa o grubości x = 0,09 mm. Pomiarów dokonano zwiększając stopniowo ilość płytek od 0 do 9. Wyniki pomiarów zamieściłem w tabeli pomiarowej numer 1

Tabela pomiarowa nr 1

Grubość absorbenta [mm]	Liczba zliczen Nx [imp]	Średnia [imp]	Natężenie[imp/s]	Ix-Itła[imp/s]
0	16178	16266,67	162,67	159,67
	16298
	16324
0,09	12050	12108,67	121,09	118,09
	12168
	12108
0,18	9833	9814,67	98,15	95,15
	9794
	9817
0,27	8343	8345,00	83,45	80,45
	8390
	8302
0,36	7142	7150,67	71,51	68,51
	7212
	7098
0,45	6292	6277,67	62,78	59,78
	6324
	6217
0,54	5548	5542,33	55,42	52,42
	5487
	5592
0,63	5155	5150,00	51,50	48,50
	5094
	5201
0,72	4592	4530,33	45,30	42,30
	4487
	4512
0,81	4231	4273,33	42,73	39,73
	4307
	4282
0,9	3738	3782,00	37,82	34,82
	3814
	3794

Obliczenia

Przykładowe obliczenia wartości średniej:

Dla x= 0,09mm

N_{x śr}=(12050+12168+12108)/3=12108,67

Dla x= 0,63mm

N_{x śr}=(5155+5094+5201)/3=5150

Przykładowe obliczenia natężenia I_x ( I_x= N_{x śr}/t) t=100s

Dla x= 0,18mm

I_x=9814,67/100=98,15

Dla x= 0,72mm

I_x=4530,33/100=45,30

Pozostałe obliczenia wykonałem analogicznie a ich wyniku zamieściłem w tabeli pomiarowej nr 1

Następnie od obliczonej wartości I_x odjąłem wartość tła, którego wartość wynosi 3. Wyniki zamieściłem tabeli.

Przykładowe obliczenia niepewności u(I_x) przy zastosowaniu wzoru u(I_x)=

Dla x= 0,81mm

u(0,81)=6,54

Dla x= 0,9mm

u(0,9)=

Przykładowe obliczenia logarytmu naturalnego dla wartości I_x

Dla x= 0,36mm

ln(0,36)=4,27

Dla x= 0,45mm

ln(0,45)=4,14

Przykładowe obliczenie niepewności u(ln(I_x))

u(ln(I_x))=

Dla x= 0,18mm

u(ln(0,18))=

Dla x= 0,27mm

U(ln(0,27))=

Pozostałe wyniku powyższych obliczeń zamieściłem w tabeli pomiarowej numer 2

Grubość absorbenta [mm]	u(Ix)	Ln(Ix)	u(ln(Ix))
0	12,75	5,09	0,08
0,09	11,00	4,80	0,09
0,18	9,91	4,59	0,10
0,27	9,14	4,42	0,11
0,36	8,46	4,27	0,12
0,45	7,92	4,14	0,13
0,54	7,44	4,02	0,13
0,63	7,18	3,94	0,14
0,72	6,73	3,81	0,15
0,80	6,51	3,75	0,15
0,90	6,15	3,63	0,16

Tabela pomiarowa nr 2

Następnie odczytując z wykresu (y=-1,515x+4,906) wyznaczam współczynnik kierunkowy prostej który wynosi a=1,515

a=µ

u(µ)=

Obliczanie grubości połówkowej osłabiania:

x_1/2 = $\frac{ln2}{\mu}$

x_1/2 = $\frac{ln2}{1,515} = 0,45$

Korzystając z prawa przenoszenie niepewności obliczyłem niepewność dla x_1/2

u(x_1/2) = $\sqrt{({\frac{- ln2}{\mu^{2}}*u(\mu))}^{2}}$=0,26

IV. Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczenia współczynnika absorpcji promieni γ. Współczynnik ten wyniósł (1,515  ±  0, 87)  m^-1. Bezpośredniego z wartości tego współczynnika można określić grubość połówkowego osłabienia równą x_1/2 = (0,45  ±  0,26) . Wartość ta oznacza grubość absorbenta dla którego I = ½ I₀, która wyniosła 81,33 imp/s. Współczynnik pochłaniania promieniowania µ zmienia się wraz ze zmianą grubości płytki absorbenta. Im większa grubość płytki tym mniejszy współczynnik µ.Błędy pomiarów wynikają z niedokładności pomiaru czasu, ilości impulsów zliczanych w czasie pomiarów, która zależy od ilości rozpadów jąder pierwiastka, charakteru promieniowania i gubienia impulsów zliczanych przez licznik. Innym powodem niedokładności był sposób zwiększania grubości absorbenta, który polegał na dokładaniu kolejnych płytek z folią aluminiową. Powodowało to powstawanie wolnych przestrzeni pomiędzy płytkami absorbenta, co powodowało zapewne zwiększenie rozproszenia promieniowania pochodzącego od preparatu gamma twórczego. Poprawność wyników uległaby polepszeniu gdyby grubość absorbenta zwiększano nie przez zmianę ilości płytek lecz przez stosowanie płytek o różnej grubości. Przy obliczeniach pod uwagę brane było natężenie tła które wynosiło 3 imp/s.