Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Nazwisko i imię							Instytut i symbol grupy Ed 3.6
Data wykonania ćwiczenia: 97-01-09		Symbol ćwiczenia: 4.2	Temat zadania: Wyznaczanie współczynnika osłabienia oraz energii maksymalnej promieniowania .
Zaliczenie:			Ocena:	Data:	Podpis

1. Tabela pomiarów:

Lp.
1	0		42	3.74
2	0		56	4.03
3	0		57	4.04
1	0	0,005	1328	7.19
2	0.01	0,032	1015	6.92
3	0.02	0,059	571	6.35
4	0.03	0,086	321	5.77
5	0.04	0,113	209	5.34
6	0.05	0,140	134	4.90
7	0.06	0,167	102	4.62
8	0.07	0,194	87	4.47
9	0.08	0,221	55	4.01

Pomiar tła

(bez preparatu)

Pomiar dla próbki

Tło średnie dla wykonanych pomiarów wynosi: lnI=3,94

2. Schemat wykonania ćwiczenia:

ZWN- zasilacz wysokiego napięcia

45. sonda scyntylacyjna

W - wzmacniacz

D- dyskryminator progowy

P - przelicznik

A - absorbent

Z - źródło

promieniowaia

3. Krótka teoria:

Rozpadem promieniotwórczym nazywamy samorzutną przemianę jąder jednego pierwiastka

w jądra innego pierwiastka, której towarzyszy emisja promieniowania jądrowego. W wyniku rozpadania się jąder pierwiastka promieniotwórczego z upływem czasu ich liczba maleje. Pozostała liczba jąder po czasie ilościowo określona jest poprzez prawo rozpadu: ,gdzie N jest liczbą jąder po upłynięciu czasu t, N₀ -początkowa liczba jąder,

stała rozpadu. Jeśli we wzorze powyższym w miejsce N wstawimy to otrzymamy czas połowicznego rozpadu .

Aktywnością próbki preparatu promieniotwórczego nazywamy szybkość jej rozpadu. Miarą aktywności (B) jest liczba jąder rozpadających się w jednostce czasu: . Miarą aktywności w układzie SI jest bekerel [Bq]=[1/s]. Często używa się jednostki zwanej kiur [Ci]=.

Promieniowanie  przechodząc przez materię doznaje oddziaływań z jądrami i elektronami ośrodka. Oddziaływania te dzielimy następująco:

1. rozproszenie elastyczne na jądrach i elektronach, prowadzące do zmian pierwotnego kierunku cząstek.

2) rozproszenie nieelastyczne prowadzące do strat energii: jonizacja, wzbudzenie atomów, emisja promieniowania hamowania.

3. anihilacja polegająca na zaniku pary e⁺ e^- i powstaniu dwóch kwantów promieniowania γ

Promieniowanie  przechodząc przez absorbent traci część swej energii. Strata ta zależy od liczby doznanych rozproszeń nieelastycznych. Osłabienie to określa wykładnicze prawo osłabienia , gdzie I₀- natężenie promieniowania padającego na absorbent, I- natężenie promieniowania po przejściu przez absorbent o grubości x, - liniowy współczynnik osłabienia. Współczynnik osłabienia wykazuje jaka część strumienia cząstek została usunięta z wiązki po przejściu warstwy absorbentu o grubości jednostkowej. Masowy współczynnik osłabienia otrzymujemy dzieląc liniowy współczynnik osłabienia przez gęstość absorbentu. Rozpadem promieniotwórczym  nazywamy każdy z trzech typów rozpadów przedstawionych pomiarów niżej:

1. rozpad negatonowy (^), polegający na przemianie przemianie jądra X o liczbie atomowej Z i masowej Z i masowej A, w jądro Y z emisją elektronu e^- i antyneutrina.

2. rozpad pozytonowy ⁺, polegający na przemianie jądra X w jądro Y z emisją pozytonu e⁺ i neutrina .

3)wychwyt elektronu, polegający na wchłonięciu przez jądro X jednego elektronu z powłoki

atomowej i utworzenie nowego jądra Y z emisją nutrina (oraz kwantu promieniowania

rentgenowskiego emitowanego przy przeskoku elektronu z wyższej powłoki na miejsce

elektronu z wyższej powłoki na miejsce elektronu wychwyconego).

4.Opracowanie wyników pomiaru:

Opracowanie wyników polega na wyznaczeniu równania prostoliniowej części krzywej osłabienia promieniowania w półlogarytmicznym układzie współrzędnych.

Równanie wyznaczono metodą najmniejszych kwadratów.

Lp.
1	0	1276	7.15	0.00	0	1
2	0.01	963	6.87	0.07	0.0001	1
3	0.02	519	6.25	0.13	0.0004	1
4	0.03	269	5.59	0.17	0.0009	1	-66	7,5178	1841
5	0.04	157	5.06	0.20	0.0016	1
6	0.05	82	4.41	0.22	0.0025	1
7	0.06	50	3.91	0.23	0.0036	1
8	0.07	35	3.56	0.25	0.0049	1
9	0.08	3	1.10	0.09	0.0064	1
	=		=	=	=	=
	0.36 (cm)		43.90	1.36 (cm)	0.0204 (cm^2)	9

Maksymalna energia promieniowania wynosi:

Masowy współczynnik osłabienia:

Aby oszacować błąd przy wyznaczaniu i N₀ należy obliczyć błędy wielkości a i b.

Lp.		b	
		-		-	-
1	0			7.52	7.15	0,3678	0,1353
2	0.01			6.86	6.87	-0,0122	0,0001
3	0.02			6.19	6.25	-0,0622	0,0039
4	0.03			5.54	5.59	-0,0522	0,0027
5	0.04	7,5178	66	4.88	5.06	-0,1822	0,0332	7,0190	0,3342
6	0.05			4.22	4.41	-0,1922	0,0369
7	0.06			3.56	3.91	-0,3522	0,1240
8	0.07			2.90	3.56	-0,6622	0,4385
9	0.08			2.24	1.10	1,1378	1,2946
							= 2,0692

Podstawiając wartości otrzymujemy:

Równanie wyznaczonej prostej zapiszemy w postaci: . Zatem , natomiast liczba zliczeń N₀ wynosi:

Błąd względny wyznaczania współczynnika osłabienia ma wartość: .

Błąd względny wyznaczania liczby zliczeń wynosi: .

---