POLITECHNIKA ŚLĄSKA
W KATOWICACH
WYDZIAŁ IMiM
Kierunek: ZIP
Rok akademicki 2009/10
Ćwiczenie nr12:
Wyznaczanie maksymalnej energii i zasięgu promieniowania beta w ciałach stałych.
Grupa ZIP21
Sekcja 10
Bartczak Tomasz
Straszak Bartosz
Katowice 2009
Przebieg ćwiczenia :
Wyznaczenie natężenia promieniowania tła poprzez pomiar liczby zliczeń licznika bez preparatu promieniotwórczego
Umieszczenie preparatu promieniotwórczego
Umieszczanie absorbentów i dokonywanie liczby zliczeń w ciągu jednej minuty
Opracowanie wyników :
Tablica z pomiarów ;
Sposób |
Czas [min] |
Liczba zliczeń [imp/min] |
|
Natężenie tła |
5 |
76 |
|
Sam preparat promieniotwórczy |
1 |
290 |
|
Umieszczanie absorbentów (folii aluminiowych ) |
|||
1 |
0,4 mm |
1 |
116 |
2 |
0,79 mm |
1 |
77 |
3 |
1,56mm |
1 |
37 |
4 |
1,95mm |
1 |
33 |
5 |
3,24mm |
1 |
17 |
6 |
3,62mm |
1 |
14 |
Obliczenie dla promieniowania tła liczby zliczeń It licznika G-M w jednostce czasu [imp/min]:
Liczbę zliczeń licznika można opisać jako:
It =
[imp/min]
It =76 [imp] / 5 [min]
It = 15,2 [imp/min]
Dokładność pomiaru określamy z warunku:
0,11 >0,05
Warunek dokładności pomiaru nie jest spełniony
Gęstość aluminium wynosi 2720 mg/cm3
Czas zliczania impulsów [min] |
Ilość zastosowanych absorbentów |
Grubość stosowanego absorbenta [cm] |
Masa absorbenta na jednostkę jego powierzchni px [mg/cm2] |
1 |
1 |
0,04 |
108,8 |
1 |
2 |
0,079 |
214,88 |
1 |
3 |
0,156 |
424,32 |
1 |
4 |
0,195 |
530,4 |
1 |
5 |
0,324 |
881,28 |
1 |
6 |
0,362 |
984,64 |
Obliczenie liczby zliczeń Ii licznika G-M w jednostce czasu [imp/min].
Czas zliczania impulsów [min] |
Liczbę zliczeń licznika w trakcie pomiaru [imp] |
Liczba zliczeń licznika Ii [imp/min] |
Ln (Li) |
5 |
76 |
15,2 |
2,72 |
1 |
290 |
290 |
5,67 |
1 |
116 |
116 |
4,75 |
1 |
77 |
77 |
4,34 |
1 |
37 |
37 |
3,61 |
1 |
33 |
33 |
3,50 |
1 |
17 |
17 |
2,83 |
1 |
14 |
14 |
2,64 |
Wykres zależności ln liczby zliczeń w jednostce czasu Ii od masy absorbenta na jednostkę jego powierzchni px - wykres 1
Metodą najmniejszych kwadratów aproksymujemy wykres zależności lnIi od
x:
ā =
- 0,0024 [cm2 /mg]
b =
4,86[-]
Sa =
0,00029
Sb =
0,146
a= -0,00244±0,00029[cm2 /mg]
b= 4,86 ±0,15 [-]
Prosta aproksymująca lnIi od
x ma postać:
y = āx + b
lnNi = -0,00244
x + 4,86
Porównujemy równanie prostej z równaniem:
lnN = a * px + b , gdzie
a więc
Na tej podstawie wyznaczamy liniowy współczynnik pochłaniania:
μ = -(-0,0024) [cm2/mg] ⋅ 2720 [mg/cm3 ]
μ = 6,53 [1 / cm]
Δμ = Sa ⋅ p = 0,029 ⋅ 10-2 ⋅ 2720 = 0,79
μ = 6,53 ± 0,79[1 / cm]
Odczytanie wartości Xmax - maksymalny zasięg badanego promieniowania B w badanym materiale.
Maksymalny zasięg xmax promieniowania w aluminium jest to odciętą punktu przecięcia się prostej aproksymującej ln Ii = a px + b z prosta określającą poziom szybkości zliczeń It promieniowania tła.
ln Ii = a px + b
-0,00244
x + 4,86
ln It =
y = -0,00244x + 4,86
y =2,72
x=
Wyliczona wartość wynosi: xmax = 877,05 [mg/cm2].
Xmax =877,05 [mg/cm2]
(to samo zaznaczono na wykresie)
Wykres zależności zasięgu maksymalnego Xmax promieniowania B od jego energii maksymalnej Emax ( z tabeli 45.1)
Odczytanie maksymalnej energii Emax promieniowania B stosowanego preparatu promieniotwórczego na podstawie wartości Xmax (wykres 2)
Emax >1000 [keV] - Xmax na tyle duże, że nie da się odczytać z danych w tabeli potrzebnych do narysowania wykresu
Wnioski :
Jak wynika z pomiaru liczby zliczeń impulsów licznika G-M można stwierdzić, że im grubszy absorbent, tym mniej zliczonych impulsów w jednostce czasu
Liniowy współczynnik pochłaniania zależny jest od gęstości stosowanego absorbenta (aluminium ).