WYZNACZANIE ENERGII MAKSYMALNEJ PROMIENI B METOD膭玈ORPCYJN膭

1 Wprowadzenie teoretyczne

Rozpad promieniotw贸rczy jest przemian膮 j膮dra w inne j膮dro o ni偶szym stanie energetycznym , a przemianie tej towarzyszy emisja cz膮stek 伪 , elektron贸w (cz膮stek 尾 ) lub fali elektromagnetycznej (promienie 纬 ). Prawo rozpadu promieniotw贸rczego ma posta膰 :

N=No e -位t (1.1)

gdzie :

No - pocz膮tkowa liczba j膮der ,

N - liczba j膮der kt贸ra pozosta艂a po rozpadzie.

Wielko艣膰 位 jest nazywana sta艂膮 rozpadu i okre艣la prawdopodobie艅stwo rozpadu j膮dra w czasie 1 s. Szybko艣膰 rozpadu charakteryzuje czas po艂owicznego zaniku , po kt贸rym liczba j膮der preparatu zmniejszy si臋 dwukrotnie :

(1.2)

1

Rozpad promieniotw贸rczy promieni 尾 przebiega膰 na trzy sposoby :

1. z emisj膮 elektron贸w,

2. z emisj膮 pozyton贸w,

3. z wychwytem elektron贸w z pow艂oki przyj膮drowej.

Pierwszy z tych rozpad贸w mo偶e zachodzi膰 dla swobodnego nukleonu , natomiast dwa pozosta艂e tylko dla nukleon贸w w j膮drach.

Energia emitowanych cz膮stek 尾 osi膮ga warto艣ci od 0 do pewnej warto艣ci maksymalnej , a widmo ma charakter ci膮g艂y. Zgodnie z zasad膮 zachowania energii gdy energia cz膮stki 尾 jest mniejsza od maksymlnej , cz臋艣膰 energii powinna przej膮膰 neutralna cz膮stka o niewielkiej masie. Tak膮 cz膮stk膮 jest neutrino a antycz膮stk膮 - antyneutrino. Energia cz膮stek 尾 mo偶e osi膮ga膰 warto艣ci od 10 keV do 10MeV. Najwi臋ksz膮 energi臋 posiadaj膮 cz膮stki w przypadku , gdy rozpad przebiega bez udzia艂u neutrino.

Celem 膰wiczenia jest wyznaczenie energii maksymalnej promieni 尾 metod膮 absorpcyjn膮. Proces przej艣cia promieni przez absorbuj膮c膮 substancj臋 jest z艂o偶ony.

Elektrony mog膮 by膰 usuwane z wi膮zki wskutek:

1) jonizacji ,

2) zderze艅 spr臋偶ystych z elektronami i j膮drami ,

3) zderze艅 niespr臋偶ystych i zwi膮zanego z nimi promieniowania hamowania.

Ich energia mo偶e zmale膰 do 0 wskutek zderze艅 z wieloma elektronami i j膮drami.

2

W wi膮zce cz膮stek 尾 mamy elektrony lub pozytony o ci膮g艂ym widmie energetycznym . Absorpcj臋 cz膮stek 尾 opisuje funkcja eksponencjalna:

I = Io e -碌 x (1.3)

gdzie:

x - grubo艣膰 absorbenta,

碌 - liniowy wsp贸艂czynnik poch艂aniania,

I - rejestrowane nat臋偶enie promieniowania po przej艣ciu przez absorbent.

W naszym przypadku obserwujemy proces absorpcji promieni 尾 przez aluminiowe p艂ytki

Zasi臋g masowy jest to iloczyn g臋sto艣ci materia艂u oraz zasiegu liniowego w danym o艣rodku, jest on praktycznie sta艂y dla wszystkich o艣rodk贸w. Wyra偶a si臋 go wzorem:

RM=R伪鈥蟻伪 (1.4)

gdzie:

RM -zasi臋g masowy

R伪-zasi臋g liniowy dla danego absorbenta

蟻伪-g臋stosc danego absorbenta

3

2. Opis 膰wiczenia.

W艂膮czy艂am przelicznik, nast臋pnie zmierzy艂am t艂o licznika (pomiar liczby zlicze艅 w czasie 10 min. przy nieobecno艣ci preparatu). Preparat promieniotw贸rczy umie艣ci艂am w o艂owianym domku w odleg艂osci ok 1cm od okienka licznika.

Nastawi艂am tryb pomiaru czasu zliczania [s] zadanej liczby impuls贸w, 103

Pomiary wykonywa艂am najpierw bez absorbenta, a nast臋pnie z p艂ytkami aluminiowymi dok艂adanymi na stos, na preparat.

Wyniki przedstawiam w tabeli 1

T艁O= 11

Lp. Grubo艣膰 d[mm] Impulsy N N鈥 [1/min] Ln N鈥
1 0 1000 1283 7,14
2 0,02 1000 785 6,65
3 0,04 1000 561 6,30
4 0,06 1000 358 5,84
5 0,08 1000 307 5,69
6 0,10 1000 231 5,39
7 0,12 1000 190 5,18
8 0,14 1000 116 4,65
9 0,16 1000 96 4,44
10 0,18 1000 81 4,24
11. 0,20 1000 62 3,93

tab. 1 4

Narysowa艂am wykres zalezno艣ci N鈥=f(d)

Z wykresu odczyta艂am zasi臋g liniowy promieni 尾

R伪 = 0,12

Zasi臋g masowy obliczam ze wzoru

RM=RAl鈥蟻Al (1.4)

RM=0,00012聽鈥 2700 kg/m3

RM=3,24 kg/m3

Nast臋pnie narysowa艂am wykres zale偶no艣ci zasi臋gu masowego promieni 尾 w aluminium od ich energii maksymalnej.W tym celu wykorzysta艂am tabel臋 zale偶nosci:

6

RM=324 mg/cm2

Odczyta艂am z wykresu energi臋 maksymaln膮 preparatu Tl204

Emax =1000 keV

Niepewno艣膰 pomiaru:


Wyszukiwarka