Rok akademicki 1997/98	LABORATORIUM FIZYCZNE
Ćwiczenie nr 55	IDENTYFIKACJA PIERWIASTKA PROMIENIOTWÓRCZEGO PRZEZ WYZNACZENIE GÓRNEJ GRANICY WIDMA BETA
Wydział Mechaniczny IZK grupa K05 B	Wykonał: Robert Cincio
Data wykonania	OCENA		DATA	PODPIS
12.03.98	T
	S

1. Część teoretyczna

Elektrony i inne cząstki naładowane tracą energię podczas ruchu w ośrodku materialnym. Do zliczania cząstek naładowanych, którym mimo strat energii w czasie przechodzenia przez środek materialny udało się przebić przez ten ośrodek służy licznik Geigera-Müllera. Licznik Geigera-Müllera jest to cylinder metalowy wypełniony gazem. Wzdłuż osi cylindra rozpięty jest metalowy drut, który ma względem ścianek potencjał dodatni około 1000V. Pojawienie się wewnątrz cylindra cząstki jonizującej powoduje powstanie w liczniku jonów, które są przyśpieszane przez pole elektryczne między drutem a cylindrem i wywołują z kolei dalszą jonizację. Bardzo wysoki wzrost liczby jonów powoduje wyładowanie. Za każdym razem, kiedy w liczniku wzbudza się wyładowanie, impuls prądu powstający w liczniku i wzmacniany do wymaganej wartości sygnalizuje pojawienie się w nim jednej cząstki.

Celem pomiaru było wyznaczenie zasięgu maksymalnego cząstek β w aluminium metodą całkowitego pochłaniania. Mierzoną wielkością była liczba impulsów zliczanych przez licznik Geigera-Müllera w czasie stu sekund. Na podstawie ilości cząstek naładowanych, które przeszły przez ośrodek materialny możemy wyznaczyć energię maksymalną cząstek β, a korzystając z wykresu zależności

możemy wyznaczyć rodzaj pierwiastka promieniotwórczego użytego w ćwiczeniu.

2. Schemat układu pomiarowego

3. Dokładność pomiarów

W ćwiczeniu należy obliczyć błędy statystyczne dokonanych pomiarów. Aby te błędy były jak najmniejsze, serie pomiarów powinno wykonywać się wiele razy (w naszym przypadku 2 razy).

Błąd statystyczny:

Błędy pomiaru liczby zliczeń obliczamy za pomocą wzoru:

Wyniki obliczeń przedstawiono w tabeli.

4. Tabela pomiarowa

Lp.	ni	_ ni	_ Ni	Ri	_ ΔNi=±	_ lnNi	_ Δ(lnNi)
1	182,190	186	111,6	0	10,56	4,71	0,09
2	132,104	118	70,8	20,25	8,41	4,26	0,12
3	94,103	98,5	59,1	40,5	7,68	4,08	0,13
4	85,66	75,5	45,3	60,75	6,73	3,81	0,15
5	61,49	55	33	81	5,74	3,50	0,17
6	59,50	54,5	32,7	101,25	5,71	3,49	0,17
7	51,45	48	28,8	121,5	5,36	3,36	0,19
8	43,37	40	24	141,75	4,89	3,18	0,20
9	36,47	41,5	24,9	162	4,98	3,21	0,20
10	48,38	43	25,8	182,25	5,07	3,25	0,20
11	39,34	36,5	21,9	202,5	4,67	3,09	0,21
12	39,34	36,5	21,9	tło	4,67	3,09	0,21

5. Wykres

Wykres lnN_i = f(R_i) dołączono na końcu sprawozdania.

6. Wnioski

Zasięg maksymalny cząstek β w aluminium określamy z wykresu zależności lnN_i = f(R_i) poprzez ekstrapolację krzywej absorpcji do tła. Maksymalną energię cząstek beta możemy wyznaczyć z zależności R_max = f(E_βmax), a stąd możemy zidentyfikować pierwiastek promieniotwórczy.

Zasięg maksymalny cząstek β wynosi: R_max = 110 mg/cm², co w przybliżeniu odpowiada pierwiastkowi ¹⁸⁵W o energii maksymalnej E_βmax = 0,430.

Jak wynika z umieszczonych w tabelce pomiarów, promieniowanie tła czyli blaszek aluminiowych jest równe promieniowaniu pierwiastka osłoniętego tymi blaszkami. Widać więc, że aluminium całkowicie pochłania promieniowanie cząstek β, ale jest to zależne od jego grubości

---