 | Pobierz cały dokument sprawozdanie.fizy11.mibm.wip.pw.fizyka.2.doc Rozmiar 208 KB |
LABORATORIUM FIZYKI II |
Ćwiczenie nr 11 |
|||
Badanie widma energii promieniowania gamma przy pomocy spektrometru scyntylacyjnego |
||||
WIP |
Grupa: I-33 |
Zesp. 1 |
Data: 29.11.2007 |
|
Nazwisko i imię |
Przygotowanie |
Wykonanie |
Sprawdzenie |
Suma Punktów |
Izbicki Robert |
|
|
|
|
Prowadzący: dr Piotr Kurek |
||||
Wstęp
Celem ćwiczenia jest obliczenie wartości elementów widm energetycznych widocznych na wykonanym spektrogramie oraz określenie energetycznej zdolności rozdzielczej użytego spektrometru scyntylacyjnego.
Promieniowanie gamma towarzyszy zwykle przemianom jądrowym tj. α, β, których efektem jest m. in. przejście jądra w stan wzbudzenia (X*). Stanowią je kwanty energii o wartości równej różnicy między poziomami energetycznymi jądra przed i po emisji kwantów (fotonów).
Dzięki temu, że przechodząc przez materię, fotony przekazują swoją energię elektronom, zwanym wtórnymi oraz wiedzy o charakterze tych zjawisk możemy budować układy pomiarowe do rejestracji widma energetycznego promieniowania gamma. Fotony przekazują swoją energię elektronom całkowicie lub częściowo i mogą to robić na kilka sposobów, z których najważniejsze są 3: efekt fotoelektryczny, efekt Comptona oraz efekt kreacji (lub anihilacji) pary.
Elektrony wtórne powstałe w wyniku efektu fotoelektrycznego, polegającego na wybiciu elektronu z jego orbity przez foton, całkowicie absorbują foton, a ich energię kinetyczną można obliczyć ze wzoru:
[1]
gdzie: hv - energia absorbowanego fotonu
Wn - energia wiązania elektronu na powłoce
Efektem Comptona nazywamy zjawisko rozpraszania fotonów na elektronach swobodnych. Odrzucone w wyniku tego elektrony mają energię kinetyczną obliczaną ze wzoru:
[2]
gdzie: Eke - energia kinetyczna elektronu odrzuconego
hv - energia fotonu rozproszonego
hv0 - energia fotonu przed zderzeniem
Natomiast energię elektronów posiadających jej maksymalną ilość:
[3]
gdzie: m0c2=1,02MeV - energia spoczynkowa elektronu
hv0 - energia fotonu uderzającego w elektron
Efekt kreacji pary polega na utworzeniu pary elektron-pozyton przez foton o odpowiedniej energii, równej co najmniej hv=2 m0c2. Zjawiskiem odwrotnym jest anihilacja pozytonu z elektronem i powstanie w efekcie 2 fotonów o energii 0,51MeV każdy.
Układ pomiarowy
Układ pomiarowy składa się z kryształu scyntylacyjnego, fotopowielacza, wzmacniacza liniowego i wielokanałowego analizatora amplitud (WAA).
 | Pobierz cały dokument sprawozdanie.fizy11.mibm.wip.pw.fizyka.2.doc rozmiar 208 KB |