Untitled

Cel ćwiczenia

Wyznaczenie współczynników absorpcji elektronów w różnych materiałach, poprzez pomiar ilości β-elektronów przechodzących przez próbkę, w zależności od grubości próbki.

Obliczenie masowego współczynnika pochłaniania.

Pomiary

Pomiar promieniowania tła n_T:

n_T	t_T	N_T
Liczba zliczeń	min	Liczba zliczeń/ min
93	5	18.6

Pomiary ilości elektronów n₀ źródła bez absorbentu:

nr pomiaru	n₀	t	N
jednostka:	liczba zliczeń	min	l. zliczeń/min
1.	2247	1	2247
2.	2146	1	2146
3.	2246	1	2246
4.	2297	1	2297
5.	2259	1	2259
6.	2137	1	2137
Średnia:	13332	6	2222

Średnia liczba zliczeń N = 2222 ∆N = 27

	absorbent:	brak
		brak	jednostka:
x	mm	0
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222
t	min	1
N	l. zliczeń/min	2222
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4
ln(N-N_T)		7.70

Absorbent - tektura

	absorbent:	tektura
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222	1598	1161	800	588	445
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	1598	1161	800	588	445
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4	1579,4	1161	781,4	569,4	426,4
ln(N-N_T)		7.70	7,36	7,04	6,66	6,34	6,05

0x01 graphic

korelacja = 0.99942 │a│ = µ = 0,334 ∆µ = 0,006

2. Absorbent - szkło organiczne

	absorbent:	szkło organiczne
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222	1205	639	271	142	63
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	1205	639	271	142	63
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4	1186,4	620,4	252,4	123,4	44,4
ln(N-N_T)		7.7	7,08	6,43	5,53	4,82	3,79

0x01 graphic

korelacja = 0.99644 │a│ = µ = 0,778 ∆µ = 0,033

3. Absorbent - bakelit

	absorbent:	bakelit
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222	996	431	148	61	34
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	996	431	148	61	34
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4	977,4	412,4	129,4	42,4	15,4
ln(N-N_T)		7,7	6,88	6,02	4,86	3,75	2,73

0x01 graphic

korelacja = 0.99804 │a│ = µ = 1.0114 ∆µ = 0.0317

4. Absorbent - aluminium

	absorbent:	aluminium
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	0,25	0,5	0,75	1	1,25
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222	1294	913	580	397	236
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	1294	913	580	397	236
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4	1275,6	894,4	561,4	378,4	217,4
ln(N-N_T)		7,70	7,15	6,80	6,33	5,94	5,38
	absorbent:	aluminium
		jednostka:	pomiar 7.	8.	9.	10.	11.	12.
x	mm	1,5	1,75	2	2,25	2,5	2,75
n	liczba zliczeń	138	104	63	41	34	33
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	138	104	63	41	34	33
N-N_T	l. zliczeń/min	119,4	85,4	44,4	22,4	15,4	14,4
ln(N-N_T)		4,78	4,45	3,79	3,11	2,73	2,67
	absorbent:	aluminium
		jednostka:	pomiar 13.	14.	15.
x	mm	3	4	5
n	liczba zliczeń	24	20	16
t	min	1	1	1
N	l. zliczeń/min	24	20	16
N-N_T	l. zliczeń/min	5,4	zbyt zbliżone do promieniowania tła
ln(N-N_T)		1,69	zbyt zbliżone do promieniowania tła

0x01 graphic

korelacja = 0.99706 │a│ = µ = 1.97 ∆µ = 0.05

5. Absorbent - żelazo

	absorbent:	żelazo
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.	5.	6.
x	mm	0	1	2	3	4	5
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222	21	18	20	15	23
t	min	1	1	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	21	18	20	15	23
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4	zbyt zbliżone do promieniowania tła
ln(N-N_T)		7,70	zbyt zbliżone do promieniowania tła

6. Absorbent - ołów

	absorbent:	ołów
		jednostka:	pomiar 1.	2.	3.	4.
x	mm	0	1	2	3
n	liczba zliczeń	n₀ = 2222	19	19	14
t	min	1	1	1	1
N	l. zliczeń/min	2222	19	19	14
N-N_T	l. zliczeń/min	2203,4	zbyt zbliżone do promieniowania tła
ln(N-N_T)		7,70	zbyt zbliżone do promieniowania tła

Masowy współczynnik absorpcji µ * [µ(ρ)]

	ρ [g/cm³]	µ
tektura	0,91	0.334
szkło organiczne	1,18	0.778
bakelit	1,39	1.0114
aluminium	2,70	1.969

korelacja = 0.98514 │a│ = µ* = 0,856 ∆µ* = 0,105

Wnioski:

Przenikalność promieniowania β zależy od rodzaju (gęstości) materiału pochłaniającego promieniowanie.
Im współczynnik absorpcji dla danego materiału jest mniejszy, tym większa liczba elektronów przenika przez próbkę.
Wraz ze zwiększeniem ilości płytek (grubości) absorbentu absorpcja zwiesza się, przez próbkę przenika coraz mniejsza liczba elektronów.
Promieniowanie β może być skutecznie zatrzymane osłoną z żelaza lub ołowiu. Już płytki tych materiałów grubości 1 mm są w stanie zatrzymać promieniowanie. Płytka aluminiowa o grubości ok. 3 mm absorbuje całe promieniowanie podczas gdy 5 milimetrowe próbki tektury, szkła organicznego czy bakelitu są w stanie zatrzymać zaledwie połowę promieniowania źródła.
Na wyniki doświadczenia największy wpływ ma promieniowanie tła, którego nie można do końca wykluczyć (poza przypadkiem całkowitego odizolowania aparatury np. osłoną z ołowiu). Niedokładności w obliczeniach powodują również jednorazowe pomiary. Kilkakrotne pomiary w stałych warunkach dają bardziej wiarygodne rezultaty i mniejszy błąd przybliżenia.