1998/99	LABORATORIUM FIZYCZNE
Ćwiczenie nr 55	Identyfikacja pierwiastka promieniotwórczego przez wyznaczenie górnej granicy widma Beta
ELEKTRONIKA gr. 1.3	Waldemar Puła
Wykonane dnia		Data	Ocena	Podpis
26.03.99r	T
	S

1. Zasada pomiaru

Podczas rozpadu - emitowane są dwie cząstki - cząstka - (elektron) oraz neutrino lub antyneutrino. Energia rozpadu jest dzielona między te dwie cząstki, co tłumaczy fakt liniowości widma rozpadu:

Po ustawieniu na drodze cząstek absorbenta, można badać zależność między strumieniem cząstek, które przeszły określoną warstwę absorbenta i je- go grubością. Maksymalny zasięg
mają cząstki o energii Emax , czyli powstałe w wyniku rozpadu, w którym cała energia przeszła na cząstkę -.

Znając zależność
= f(Emax) można określić energię Emax cząstek - i zidentyfikować pierwiastek.

Maksymalny zasięg wyznacza się z prawa absorbcji cząstek :

gdzie:

- współczynnik masowy pochłaniania w cm2/g

R - grubość warstwy absorbenta w g/cm2

N0,N - strumień cząstek  w nieobecności i po przejściu absorbenta

Po wyznaczeniu ilości cząstek zarejestrowanych dla różnych grubości absorbenta, można wykreślić krzywą

ln N = f(R)

przy pomocy której przez ekstrapolcję do wartości tła otrzymujemy maksy-malny zasięg cząstek -. Teraz pozostaje tylko na jego podstawie ustalić rodzaj pierwiastka.

2. Układ pomiarowy

3. Ocena dokładności pojedynczych pomiarów:

ilość impulsów - licznik z wyświetlaczem cyfrowym, zmiana ostatniej cyfry: 1 (1 impuls),

grubość folii - podana jako 20,25 mg/cm2, przyjmujemy za dokładną

4a. Tabela wyników

Odczytana z wykresu wartość maksymalnego zasięgu cząstek wynosi ok. 0,07 g/cm2. Na wykres naniesione zostały również proste wykreślone pod największym i najmniejszym możliwym kątem, a więc wynikające z błędu
. Wartość odczytana z ich uwzględnieniem może wahać się w granicach: od 0,06 g/cm2 do 0,082 g/cm2. Maksymalna energia cząstek odczytana z wykresu zależności
od
wynosi: od MeV do MeV (wartości te znaj-dują się bardzo blisko początku wykresu, dlatego trudno jest podać dokładną wartość dla
= 0,07 g/cm2 .

.

6. Dyskusja błędów

Do zliczania impulsów użyliśmy licznika cyfrowego, którego dokładność (zmiana ostatniej wyświetlanej cyfry) wynosiła 1 impuls. Średnie wartości ilości impulsów podane są w tabeli z zaokrągleniem do liczby całkowitej. Błąd statystyczny średniej z dwóch pomiarów liczony jest jako pierwiastek średniej:

Błąd bezwzględny wartości zlogarytmowanej, obliczony ze wzoru
został naniesiony na wykres. Na wykresie narysowałem prostą ekstarpolującą do wartości tła oraz proste możliwe do wykreślenia przy uwzględnieniu naniesionych błędów. Graficzny spsosób prezentacji musiał mieć znaczący wpływ na dokładność wyniku. Z powodu korzystania kolejno z dwóch wykresów błędy wartości odczytanych z jednego nakładały się na błędy wartości odczytywanych następny. Na niedokładność końcowego wyniku miała wpływ rozbieżność na wykresie ln N = f(R) oraz mała dokładność początku wykresu
= f(Emax).

Maksymalny zasięg cząstek : 0,06075 - 0,082 g/cm2

Maksymalna energia cząstek: MeV

Zidentyfikowany pierwiastek:

---