Wstęp:

Promieniowanie β jest jednym z trzech rodzajów promieniowania zachodzącego w przemianach jądrowych, w którym mogą powstawać zarówno elektrony jak i również pozytony, będące ich antycząstkami i mające ładunek dodatni.

Cel ćwiczenia:

Pomiar ilości β-elektronów w funkcji grubości materiału pochłaniającego i obliczenie współczynników absorpcji.

Sprzęt wykorzystany do ćwiczenia:

- źródło promieniotwórcze

- licznik Geigera-MÜllera

- kabel z rurką pomiarową

- płytki badanych substancji

Przebieg doświadczenia:

Po zapoznaniu się z aparaturą pomiarową przystąpiłem wraz z zespołem do pomiaru poziomu promieniowania tła N_T. Wyniki zostały przedstawione w tabeli poniżej:

nT liczba zliczeń	tT minuty	NT liczba zliczeń / min
148	10	14,8

Następnie, po zainstalowaniu do aparatury źródła promieniowania, przystąpiłem wraz z zespołem do trzech pomiarów (n₀) bez absorbentu w czasie 1 minuty.

Wyniki zostały przedstawione w tabeli poniżej:

Liczba zliczeń n0	T [minuty]
4971	1
4947	1
5047	1

Następnie, pomiędzy źródłem promieniowania i rurką pomiarową umieszczaliśmy kolejno próbki materiałów i przeprowadzaliśmy pomiar ilości zliczeń w czasie 1 minuty.

Otrzymane wyniki przedstawia poniższa tabela:

	absorbent: jednostka	papier 1 2 3				pleksi 1 2 3
x	mm	1,1		2,2	3,3	1,1	2,2	3,3
t	min	1		1	1	1	1	1
N	liczba zliczeń	3340		2453	1852	2488	1456	744
N-NT	liczba zliczeń/min	3325,2		2438,2	1837,2	2473,2	1441,2	729,2
ln(N-NT)		8,11		7,80	7,52	7,81	7,27	6,59
	absorbent: jednostka	bakelit 1 2 3				aluminium 1 2 3
x	mm	1,1	2,2		3,3	1,1	2,2	3,3
t	min	1	1		1	1	1	1
nT	liczba zliczeń	2174	983		433	1021	166	22
N-NT	liczba zliczeń/min	2159,2	968,2		418,2	1006,2	151,2	7,2
ln(N-NT)		7,68	6,87		6,04	6,91	5,02	1,97
	absorbent: jednostka	żelazo 1 2 3				ołow 1
x	mm	1,1	2,2		3,3	1,1
t	min	1	1		1	1
N	liczba zliczeń	22	12		13	14
N-NT	liczba zliczeń/min	7,2	-2,8		-1,8	-0,8
ln(N-NT)		1,97

Na podstawie wyników zgromadzonych w tabeli, sporządzone zostały wykresy ln(N-N_T) w funkcji grubości próbki x:

Papier :

a = -0,268
Δa=0,0079

Pleksi:

a = -0,545
Δa = 0,037

Bakelit:

a = -0.745
Δa = 0.0052

Aluminium:

a = -2,245
Δa = 0.304

Obliczanie współczynnika absorpcji μ i jego błędu metodą najmniejszych kwadratów:

Papier: μ = |a |= [-0,268] = 0,268 [1/mm] Δμ = 0.0079 [1/mm]

Pleksi^: μ = |a| = [-0,545] = 0,545 [1/mm] Δμ = 0.037 [1/mm]

Bakelit: μ = |a| = [-0.745| = 0,745 [1/mm] Δμ = 0.0052 [1/mm]

Aluminium: μ = |a| = [-2,245] = 2,245[1/mm] Δμ = 0.304 [1/mm]

Wykres zależności μ(ρ):

a = 1,099 [1/cm] Δa = 0,042 [1/cm]

Obliczanie masowego współczynnika absorpcji oraz jego błędu:

μ^* = |1,099| = 1,099 [1/cm] Δμ^* = 0.042 [1/cm]

Wyniki końcowe:

Współczynnik absorpcji [1/mm]
papier	( 0.0079 )
pleksi	( 0.037)
bakelit	( 0.0052)
aluminium	( 0.304)

Masowy współczynnik absorpcji:

μ^* = ( 1,099
0.042 ) [1/cm]

Wnioski:

Największy współczynnik absorpcji spośród badanych materiałów posiada aluminium.

Ołów jako jedyny z badanych materiałów miał liczbę zliczeń porównywalnie równą do liczby zliczeń tła. Na wielkość absorpcji ma wpływ zarówno grubość materiału jak i jego gęstość, dlatego im większa gęstość materiału, tym ochrona radiologiczna przed promieniowaniem β jest większa.

---