Fizyka Techniczna Wydział Fizyka Techniczna Kierunek	Imię i Nazwisko	9.11.12 Data wykonywania ćwiczenia
Nr grupy: 6 Nr zespołu: 3	12 Nr ćwiczenia	Nazwisko Prowadzącego

1. Temat ćwiczenia: Oznaczenie okresu półrozpadu dla nuklidu ⁴⁰K

2. Cel ćwiczenia:

1. Zapoznanie się z parametrami pracy licznika Geigera-Müllera i obsługą przelicznika elektronowego.

2. Poznanie sposobu pomiaru radioaktywności oraz zjawiska samoabsorpcji cząstek beta w

preparacie.

1. Zaznajomienie się ze sposobem oznaczania bardzo długich półokresów rozpadu promieniotwórczego

2. Obliczenie okresu połowicznego rozpadu dla ⁴⁰K

1. Pomiary

1. Ilość impulsów przy napięciach zasilających detektor dla preparatu uranowego

Napięcie [V]	Ilość impulsów I próba/100s	Ilość impulsów II próba/100s	Średnia ilość impulsów/100s
400	0	2	1
450	6166	6302	6234
500	6333	6556	6444,5
550	6502	6546	6524
600	6761	6525	6643
650	6644	6700	6672
700	6970	6725	6847,5
750	6818	6903	6860,5
800	6899	6891	6895

Z wykreślonego wykresu wyznaczono optymalne napięcie pracy licznika - 550 V.

U pracy wyznaczono na 650 V i przeprowadzano przy nim dalsze doświadczenie.

1. Ilość impulsów wysyłanych przez tło

Napięcie [V]	Ilość impulsów I próba / 200s	Ilość impulsów II próba / 200s	Średnia ilość impulsów / 200s
650	41	48	44,5

1. Zależność szybkości liczenia od ilości KCl w próbce

Masa KCl [g]	impulsy/200s [1/s]	średnio impulsy/200s [1/s]	aktywność bez tła impulsy/200s [1/s]
0,1	92	87	42,5
	82
0,15	111	99	54,5
	87
0,2	115	113,5	69
	112
0,3	146	141,5	97
	137
0,5	174	170	125,5
	166
0,8	228	224,5	180
	221

1. Obliczenia

Ze sporządzonego wykresu zależności szybkości liczenia od masy KCl otrzymano równanie regresji:

f(x) = 192, 67x + 28, 92

Obliczenie ilości impulsów na 1g KCl:

f(x) = 192, 67 * 1 + 28, 92 = 221, 59

Wydajność licznika wynosi 15% więc na 1g KCl przypada:

15%−221, 59

100%−x

$$x = \frac{100\%*221,59}{15\%} = 1477,3$$

Na 1 s :

$$\frac{1477,3}{200}\ = 7,3865\ impulsow$$

Przeliczanie aktywności na 1 gramoatom ⁴⁰K.

W naturalnej mieszaninie izotopów nuklid ⁴⁰K to 0,012%

1, 2 * 10⁻⁴ − 7, 3865

1g − x

x = 61554 czastek

Obliczenie stałej rozpadu 40K

N- liczba Avogadro = 6,02 * 10 ²³

$$\lambda = \frac{61554}{6,02 \cdot 10^{23}} = 10,224*10^{- 20}$$

Obliczenie półokres rozpadu nuklidu 40K

$$\tau = \ \frac{0,693}{10,224*10^{- 20}\frac{1}{s}\ } = 6,8*\ 10^{18}\ s = 2,15*10^{9}\text{\ lat}$$

1. Wykresy

2. Wnioski

Doświadczenie pozwoliło zapoznać się z pracą licznika Geigera-Mullera, a także z pomiarem radioaktywności i zjawiskiem półrozpadu nuklidu 40K. Obliczony czas rozpadu nuklidu wynosi 2, 15 *  10⁹lat. Jest on dłuższy od tablicowego co może oznaczać błędy pomiarowe.

Ćwiczenie przedstawiło także istnienie zmienności ilości impulsów od natężenia prądu, dlatego ważnym punktem naszego doświadczenia jest wyznaczenie najlepszego punktu pomiarowego wśród natężenia, aby pomiary były prawidłowe.