Opracowanie wyników:
Obliczenie dla promieniowania tła średniej liczby zliczeń It licznika Geigera-Mullera w jednostce czasu.
Liczbę zliczeń It [imp/min] obliczamy ze wzoru:
gdzie:
N- liczba zliczeń licznika zarejestrowana podczas pomiaru
t- czas pomiaru
N- 117 [imp]
t- 600[s] = 10 [min]
Obliczona średnia wartość liczby zliczeń tła na jednostkę czasu wynosi:
Dokładność pomiaru określamy z warunku:
- warunek nie spełniony, dokładność nie mieści się w granicy 5%
It=(11,700±0,092)[imp/min]
Średnia wartość i odchylenie standardowe obliczone ze wzorów:
t - 60[s] = 1[min]
Obliczenie masy absorbenta na jednostkę powierzchni:
Wykorzystujemy wzór:
gdzie:
ρ- 8,92[g/cm3] - gęstość miedzi
x- grubość blaszki
Wyniki obliczeń przedstawia tabela:
x [cm] |
ρx[mg/cm2] |
|
0,000 |
0,00 |
|
0,007 |
62,4 |
|
0,015 |
133,8 |
|
0,020 |
178,4 |
|
0,028 |
249,8 |
|
0,034 |
303,3 |
|
0,041 |
365,7 |
Wykres zależności logarytmu naturalnego liczby zliczeń w jednostce czasu Ii od masy absorbenta na jednostkę jego powierzchni px.
ρx[mg/cm2] |
Ii[imp/min] |
Ln Ii[1] |
0,00 |
85 |
4,44 |
62,4 |
80 |
4,38 |
133,8 |
57 |
4,04 |
178,4 |
43 |
3,76 |
249,8 |
30 |
3,40 |
303,3 |
27 |
3,29 |
365,7 |
25 |
3,22 |
Wyznaczanie równania prostej aproksymującej:
Wyznaczanie masowego współczynnika pochłaniania elektronów i wartości liniowego pochłaniania.
Porównując równanie prostej ln Ii = a ρx + b
z równaniem ln N = a ρx + b
gdzie:
a = -
/
b = ln No
otrzymujemy wzór na masowy współczynnik pochłaniania
gdzie:
współczynnik prostej aproksymującej
zależność ln Ii = f(ρx)
masowy współczynnik pochłaniania wynosi
=
= (3,82±0,34)
Na podstawie masowego współczynnika pochłaniania wyznaczamy liniowy współczynnik pochłaniania:
gdzie:
(3,82±0,34)
- masowy współczynnik pochłaniania
ρ= 8960
gęstość miedzi
Obliczanie niepewności liniowego współczynnika pochłaniania metodą różniczki zupełnej.
Liniowy współczynnik pochłaniania wynosi
7.Odczytanie wartości odciętej xmax.
Maksymalny zasięg xmax promieniowania w miedzi odczytujemy jako odciętą punktu przecięcia się prostej aproksymującej ln Ii = a ρx + b z prosta określającą poziom szybkości zliczeń It promieniowania tła.
ln Ii = a ρx + b
,
= (332,461±24,654)
8.Wykres zależności zasięgu maksymalnego max promieniowania beta od jego energii maksymalnej Emax.
|
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
400 |
500 |
800 |
1000 |
|
13,5 |
26,5 |
42 |
59 |
78 |
120 |
165 |
310 |
420 |
E max = 800 [keV]
Zestawienie wyników:
It=(11,700±0,092)[imp/min]
(3,82±0,34)
- masowy współczynnik pochłaniania
- liniowy współczynnik pochłaniania.
y=-0,004x+4,5465 - prosta aproksymująca
,
= (332,461±24,654)
E max = 800 [keV]
9.Wnioski
Celem wykonanego przez nas ćwiczenia było wyznaczenie maksymalnej energii i zasięgu promieniowania beta w ciałach stałych. Grupa dziekańska przeprowadzała ćwiczenie laboratoryjne przy użyciu absorbentów miedzianych.
Dokładność wykonanych pomiarów uwarunkowana była dokładnością dysponowanego przez nas sprzętu, a także przybliżonych wartości kolejnych zliczeń licznika Geigera - Müllera.