Kowalska Katarzyna

Rychlewicz Kataryna

Skrętowska Marta

Labroratorium nr 2. – W5b:

Absorpcja elektronów

pochodzących z rozpadu β

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynników pochłaniana elektronów w różnych materiałach, w czym pomoże nam zbadanie ilości elektronów przechodzących przez próbkę w zależności od jej grubości. Krok drugi to obliczenia masowego współczynnika pochłaniania.

2. Obliczenia i wykresy:

Pomiar dla otoczenia (bez źródła promieniowania):

nT	Liczba zliczeń	13	10	7	14	10
tT	Min	1	1	1	1	1
NT	Liczba zliczeń/min	13	10	7	14	15

Stąd średnia: N_T= 10,8

Pomiar (n₀) bez absorbenta przy zainstalowanym źródle promieniowania β

nT	Liczba zliczeń	4706	4821	4690	4665	4636
tT	Min	1	1	1	1	1
NT	Liczba zliczeń/min	4706	4821	4690	4665	4636

Stąd średnia: n₀=4703,6

Liczba zliczeń przy braku absorbenta:

n₀ - N_T= 4703,6 – 10,8= 4692,8

ln(4692,8)=8,45

Pomiar dla poszczególnych absorbentów w zależności od grubości próbki

	absorbent: polimetakrylan metylu
	jednostka
x (grubość)	mm
n	liczba zliczeń
t	min
N	$$\frac{\mathrm{liczba\ zliczen}}{\mathrm{\min}}$$
N-NT	$$\frac{\mathrm{liczba\ zliczen}}{\mathrm{\min}}$$
ln(N-NT)

Współczynnik absorpcji µ oraz jego błąd dla polimetakrylanu metylu

a = -0.729 [mm] ∆a = 0.037[mm]

b = 8.63 ∆b = 0.12 korelacja = 0.995

µ = (0,729 ± 0,037) mm

	absorbent: bakelit
	jednostka
x (grubość)	mm
n	liczba zliczeń
t	min
N	$$\frac{\mathrm{liczba\ zliczen}}{\mathrm{\min}}$$
N-NT	$$\frac{\mathrm{liczba\ zliczen}}{\mathrm{\min}}$$
ln(N-NT)

Współczynnik absorpcji µ oraz jego błąd dla bakelitu

a = -1.06 [mm] ∆a = 0.08[mm]

b = 8.82 ∆b = 0.25 korelacja = 0.9889

µ = (1.05 ± 0,08) mm

	absorbent: aluminium
	jednostka
x (grubość)	mm
n	liczba zliczeń
t	min
N	$$\frac{\mathrm{liczba\ zliczen}}{\mathrm{\min}}$$
N-NT	$$\frac{\mathrm{liczba\ zliczen}}{\mathrm{\min}}$$
ln(N-NT)

Współczynnik absorpcji µ oraz jego błąd dla aluminium

a = -1.57 [mm] ∆a = 0.02[mm]

b = 8.450 ∆b = 0.015 korelacja = 0.999

µ = (1.57 ± 0,015) mm

Wykres µ/ρ

ρ [g/cm3]

bakelit

aluminium

polimetakrylan metylu

Masowy współczynnik absorpcji µ* oraz jego błąd dla bakelitu

a = -1.06 [mm] ∆a = 0.08[mm]

µ_Bakelit = (1.05 ± 0,08) [mm]

ρ_Bakelit = 1,39 [g/cm³ ]= 0,00139 [g/mm³]

µ*_Bakelit = µ_Bakelitu/ρ_Bakelitu = ( 755,40± 1) [mm²/g]

Masowy współczynnik absorpcji µ* oraz jego błąd dla aluminium

a = -1.57 [mm] ∆a = 0.02[mm]

µ_Aluminium = (1.57 ± 0,015) [mm]

ρ_Aluminium= 2,70 [g/cm³ ]= 0,0027 [g/mm³]

µ*_Aluminium = µ_Aluminium / ρ_Aluminium = (581,48 ± 1) [mm²/g]

Masowy współczynnik absorpcji µ* oraz jego błąd

dla polimetakrylanu metylu

a = -0.729 [mm] ∆a = 0.037[mm]

µ_{polimetakrylan metylu}= (0,729 ± 0,037) [mm]

ρ _{polimetakrylan metylu =} 1,18 [g/cm³ ]= 0,00118 [g/mm³]

µ*_{polimetakrylan metylu}=µ _{polimetakrylan metylu}/ρ_{polimetakrylan metylu}=(617,80 ±1) [mm²/g]

Wnioski:

W powyższym doświadczeniu obserwujemy oddziaływanie elektronów z materią która w różnym stopniu je absorbuje. Najważniejszym czynnikiem mającym wpływ na absorpcję elektronów jest gęstość materiału oraz jego grubość. Im większa gęstość (jak w przypadku naszego doświadczenia np. gęstość aluminium) tym większy stopień absorpcji elektronów. Podobnie dla danego materiału wraz ze wzrostem grubości próbki przez którą przepuszczamy elektrony wzrasta ilość absorbowanych elektronów.

Na tej podstawie możemy stwierdzić, że skuteczność ochrony radiologicznej przed promieniowaniem β wzrasta gdy użyjemy materiału o możliwie jak największej gęstości i grubości.

Wpływ na dokładność uzyskanych w doświadczeniu rezultatów mogą mieć pomiary grubości danych próbek oraz ilość powtórzeń obserwowania liczby zliczeń w danym czasie dla danej próbki.