1

Ćwiczenie 34

Wyznaczanie współczynnika pochłaniania promieniowania y w metalach

34.1 Wstęp teoretyczny

Energie jąder, podobnie jak energie atomów są skwantowane, co oznacza, że jądra mogą występować tylko w dyskretnych stanach kwantowych, każdy o ściśle określonej energii. Procesy zachodzące wewnątrz jądra, np. po emisji cząstki a lub jS, mogą prowadzić do utworzenia jądra w stanie wzbudzonym, tj. w energetycznie wyższym w porównaniu ze stanem podstawowym (energetycznie najniższym). Kiedy jądro przechodzi do niższego stanu energetycznego, pozbywa się nadmiaru energii, emitując foton. Emitowane fotony są to kwanty promieniowania elektromagnetycznego pochodzenia jądrowego - tzw. promieniowanie y. Natura promieniowania y jest taka sama jak promieni X, których źródłem są powłoki elektronowe atomu, natomiast dla promieniowania y źródłem są jądra atomu. Energia kwantu promieniowania y jest większa od energii promieniowania X i jest zawarta w granicach od 0,05 MeV do 5 MeV. Energia kwantów promieniowania y jest wielkością charakteryzującą dany pierwiastek promieniotwórczy. Wzajemne powiązania energii kwantów E_y z długością fali A lub częstotliwością v wyraża się wzorem Plancka:

(34.1)

E_y-h-v = h-^-

gdzie:

h - stała Plancka

c - prędkość fali elektromagnetycznej w próżni,

v - częstotliwość fali elektromagnetycznej.

Obliczone na podstawie wyrażenia (34.1) długości fal odpowiadające wspomnianym energiom leżą w granicach od 10'¹¹ do 10'¹³ m. Ze względu na przenoszone duże energie i związane z nimi krótkie długości fal promieniowanie y wykazuje silny charakter korpuskularny (kwantowy), stąd traktuje się je jako strumień fotonów wielkich energii (strumień kwantów).