Ćwiczenie nr 41

1.MariuszŚniadecki 2.Paweł Żarnowski 3.Marcin Książek	Zespół nr 27
InżynieriaLądowa	Ocena z przygotowania:
Poniedziałek 14.15 - 17.00	Ocena ze sprawozdania:
Data 24.11.2003	Zaliczenie:
Prowadzący: dr E.Auguściuk	Podpis prowadzącego:

Temat: WYZNACZANIE ENERGII PROMIENIOWANIA ZA POMOCĄ SPEKTROMETRU SCYNTYLACYJNEGO.

Cel ćwiczenia:

zapoznanie z kształtem widma impulsów otrzymywanych w wyniku rejestracji promieniowania
.

Podstawy fizyczne

Promieniowanie γ jest promieniowaniem elektromagnetycznym towarzyszącym zjawiskom jądrowym. Jądro ulegając przemianie α lub β, może znaleźć się w stanie wzbudzonym. Gdy powraca do stanu podstawowego, emituje kwant o energii równej różnicy między energią stanu wzbudzonego i podstawowego. Promieniowaniu γ zawsze towarzyszy promieniowanie α lubβ. Źródłem promieniowania w ćwiczeniu jest Cs137,Co60,Na22.

Zasada działania spektrometru scyntylacyjnego opiera się na analizie liczby i energii elektronów, które pośrednio uzyskują pęd dzięki kwantom promieniowania γ wytwarzanego przez jądra pierwiastków promieniotwórczych.

Scyntylator jest to ośrodek dielektryczny, który jest przezroczysty dla pewnych długości fal. Dzięki możliwe jest zaobserwowanie błysków światła (scyntylacji) wytwarzanych przy przejściu naładowanej cząstki przez ten ośrodek.

Liczba emitowanych fotonów jest wprost proporcjonalna do energii traconej przez cząstkę w ośrodku.

Ponieważ kwant γ nie posiada ładunku, nie może wywołać bezpośrednio scyntylacji. Może jednak wywoływać scyntylacje pośrednie dzięki procesom zjawiska fotoelektrycznego, efektu Comptona i tworzenia par elektron-pozyton. Dopiero w wyniku tych zjawisk powstają elektrony o różnych energiach wywołujące scyntylacje

Wielokanałowy analizator amplitudy jest przyrządem służącym do przeprowadzania pomiarów spektrometrycznych w laboratoriach techniki jądrowej. Analizator TUKAN składa się z dwóch elementów: karty umieszczonej w komputerze PC oraz zainstalowanego na komputerze programu. Mierzone widmo, zbierane w buforze znajdującym się na karcie,

może być wyświetlane i analizowane na ekranie komputera.

Umieszczając źródła promieniowania w domku pomiarowym komputer podłączony do aparatury mierzy liczbę zliczeń w zależności od numeru kanału. Wiemy, że zależność energii od numeru kanału jest liniowa. Korzystając z danych tablicowych wiemy, że promieniowaniu γ dla cezu odpowiada maksimum energii równe 0,66 MeV. Dla kobaltu mamy dwa maksima wynoszące: pierwsze 1,17 MeV i drugie 1,33 MeV

Otrzymane wyniki:

Wyniki pomiarów dla źródła złożonego z atomów cezu ¹³⁷Cs:

Pik pierwszy:liczba zliczeń 1213 - kanał 1500

Błąd kanału:

N=607 K=1586

N=607 K=1371

Źródło złożone z atomów kobaltu ⁶⁰Co:

Pik pierwszy: liczba zliczeń 1610 - kanał 2776

Pik drugi: liczba zliczeń 2414 kanał 2466

Błąd energii:

^MeV

Przy wyznaczeniu prostej kalibracji skorzystaliśmy z metody najmniejszych kwadratów (obliczenia w programie mathcad)

Czyli w równaniu E=a*kan+b, wartości a i b oraz ich błędy mają się następująco:

a=0,00056±0,00006

b=-0,19±0,13

Z prostej kalibracji odczytujemy wartość energii dla źródła złożonego z atomów sodu ²²Na:

Pik pierwszy: liczba zliczeń 575 - kanał 2664

energia kwantu
=1,28±0,05 MeV

Dokładność wyznaczanej energii kwantu zależy od wartości tej energii; im jest ona większa, tym błąd względny jest mniejszy. Widać to na wykresie:

Wniosek

Z wykresu odczytaliśmy energię kwantu
=1,28+0,05 MeV dla ²²Na, zawiera ona się w przedziale błędu do którego należy wartość tablicowa.

---