1. ZARYS TEORETYCZNY

Fotony promieniowania γ lub X mogą oddziaływać z materią przekazując jej całkowitą swoją energię lub jej część w wyniku następujących procesów:

• zderzenia z elektronami silnie związanymi z jądrem (z wewnętrznych powłok elektronowych (zjawisko fotoelektryczne)

• zderzenia z elektronami słabo związanymi z jądrem (rozpraszanie comptonowskie)

• oddziaływania z polem jądra atomowego (tworzenie par elektron - pozyton)

W wyniku tych trzech procesów całkowity współczynnik pochłaniania promieniowania γ tzn. μ jest równy:

Wypadkowy liniowy współczynnik pochłaniania μ zależy silnie od średniej liczby atomowej Z ośrodka pochłaniającego i od energii kwantów promieniowania γ.

W praktyce bardzo często zamiast współczynników liniowych, które nie uwzględniają ważnej cechy, jaką jest gęstość materiału absorbenta, stosuje się tzw. masowe współczynniki pochłaniania będące ilorazem liniowego współczynnika pochłaniania i gęstości μ/ρ

Tabela nr. 1Wartości masowych μ/ρ [cm2/g] i liniowych μ [cm-1] współczynników
pochłaniania promieniowania γ [NIST]

Charakterystyka izotopu Cs – 137:

Cs – 137 występuje w równowadze promieniotwórczej ze swoim produktem rozpadu
Ba – 137. Produkują one promieniowanie β o energii 512 keV i gamma γ o energii 622 keV.

1. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

1. Aparatura

1. Zestaw pomiarowy z licznikiem scyntylacyjnym ze scyntylatorem NaI(Tl)

3. Źródło promieniowania γ - 137Cs

3. Komplet płytek ołowianych

1. Metoda pracy

1. Uruchomiliśmy zestaw liczący zgodnie z instrukcją

2. Ustawiliśmy optymalne warunki pracy zestawu liczącego

3. Wykonaliśmy pomiar szybkości liczenia tła w ciągu 500 s

4. Ustawiliśmy sposób pracy przelicznika na zliczanie 10 000 imp.

5. Wykonaliśmy pomiary czasu zliczenia 10 000 imp oddzielając źródło promieniowania od licznika scyntylacyjnego, kolejno płytkami od 0 do 10 szt. Przyjeliśmy grubość powierzchniową jednej płytki d₁ =0,9 g/cm²

Tabela nr. 1

Nr. płytki	d [g/cm^2]	Czas liczenia 10 000 imp [s]	I [imp/s]	I-It	ln( I-It )
0	0	264,59	37,79	23,12	3,141
1	0,9	280,65	35,63	20,96	3,042
2	1,8	307,47	32,52	17,85	2,882
3	2,7	317,82	31,46	16,79	2,821
4	3,6	330,49	30,26	15,58	2,746
5	4,5	343,76	29,09	14,41	2,668
6	5,4	358,66	27,88	13,21	2,581
7	6,3	365,26	27,38	12,70	2,542
8	7,2	374,77	26,68	12,01	2,485
9	8,1	397,12	25,18	10,51	2,352
10	9,0	413,62	24,18	9,50	2,251
tło	-	7338	14,68

Obliczenia:

Na podstawie tabeli nr 2 wykonano wykres (wykres nr. 1)

Tabela nr. 2

Energia [MeV]
0,50	0,161
0,60	0,125
0,80	0,0887
1,00	0,071
1,25	0,0588
1,50	0,0522

Z równania na wykresie ln(I–I_t) = f(d) (wykres nr 2) odczytaliśmy współczynnik kierunkowy prostej, który wynosi μ/ρ = 0,092. Natomiast następnie z wykresu μ/ρ = f(Eγ) odczytujemy równanie krzywej y = 0,074x^-1,02 i wykonujemy następujące równanie:

Wykres nr. 1

Wykres nr 2

1. WNIOSKI

Wraz ze wzrostem grubości powierzchniowej płytki znajdującej się między źródłem a licznikiem scyntylacyjnym czas zliczania 10 000 s rósł.

Wartość teoretyczna energii wynosi 0,661 MeV i jest wartością niższą od wartości doświadczalnej 0,808 MeV.