1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest sprawdzenie prawdziwości prawa zaniku i pochłaniania promieni gamma.

1. Wyznaczenie grubości połówkowej d_{1/2, współczynnika absorpcji} μ dla różnych materiałów. Sprawdzenie słuszności ekspotencjalnego prawa zaniku

2. Wyznaczenie masowego współczynnika μ_m

Przebieg ćwiczenia:

Włączyliśmy licznik Geigera-Mullera i zmierzyliśmy po 10 minutach ilość impulsów otoczenia. Kolejnym pomiar wykonaliśmy dla źródła promieniowania gamma bez żadnej przeszkody ( 3x 60s).Analogiczne pomiary dokonaliśmy ustawiając badane materiały między próbką a licznikiem ( zwiększając grubość próbki).

Wyniki pomiarów

Odczyt promieniowania w powietrzu bez źródła.

50

Odczyt promieniowania w powietrzu z źródłem promieniotwórczym

217

Aluminium

DLA ALUMINIUM
ρ [g/cm^3]	2.69
kombinacje płytek [mm]	d [cm]	impulsy na minutę	średnia ilość impulsów	N(d)	ln(N(d)/N(0))	R=d*ρ [g/cm^2]
		249
4,9	0,49	256	254	204	-0,06	1,32
		258
		217
4,9+9,9	1,48	243	235	185	-0,16	3,98
		245
		176
4,9+9,9+10	2,48	208	196	146	-0,40	6,67
		203

ln(N(x)/N(0)) - x

Równanie prostej:

f(x) =-0,17x+0,05

Δa=0,05 [cm^-1]

Δb=0,01 [cm^-1]

Korelacja = 0,97

μ=0,17 [cm^-1]

Δμ=0,04 [cm^-1]

d_1/2 = ln2/μ =0,69/0,17= 4,08 [cm]

gdzie:

μ- współczynnik pochłaniania

Δμ- błąd liniowego współczynnika
pochłaniania

d_{1/2 — grubość połówkowa}

d [cm]

ln(N(x)/N(0)) - R

Równanie prostej

f(x)= -0,06x+0,05

Δa= 0,02 [cm²/g]

Δb= 0,01 [cm²/g]

Korelacja = 0,97

μ_m= 0,06 [cm²/g]

Δμ_m= 0,02 [cm²/g]

R_1/2=ln2/μ_m = 0,69/0,06= 11,55[g/cm²]

gdzie:

μ_m -masowy współczynnik pochłaniania

Δμ_{m - błąd} masowego współczynnika
pochłaniania

R_{1/2 -}

R [g/cm²]

Ołów

DLA OŁOWIU
ρ [g/cm^3]	11,34
kombinacje płytek [mm]	d [cm]	impulsy na minutę	średnia ilość impulsów	N(d)	ln(N(d)/N(0))	R=d*ρ [g/cm^2]
		213
5,1	0,51	201	205	155	-0,34	5,78
		200
		131
5,1+9,9	1,50	130	135	85	-0,94	17,01
		144
5,1+9,9+10	2,50	90	90	40	-1,69	28,35

ln(N(x)/N(0)) - x

Równanie prostej:

f(x)=-0,68x+0,03

Δa=0,04 [cm^-1]

Δb=0,07 [cm^-1]

Korelacja=0,99

μ=0,68 [cm^-1]

Δμ=0,04 [cm^-1]

d_1/2 = ln2/μ

d_1/2 = 0,69/0,68
d_1/2 = 1,02 [cm]

gdzie:

μ- współczynnik pochłaniania

Δμ- błąd liniowego współczynnika
pochłaniania

d_{1/2 — grubość połówkowa}

d[cm]

ln(N(x)/N(0)) - R

Równanie prostej:
f(x)=-0,06x+0,03

Δa=0,004 [cm²/g]

Δb=0,07 [cm²/g]
Korelacja=0,99

μ_m=0,06 [cm²/g]

Δ μ_m=0,004 [cm²/g]

R_1/2 = ln2/ μ_m

R_1/2 =0,69/0,06
R_1/2 = 11,55 [g/cm²

gdzie:

μ_m -masowy współczynnik pochłaniania

Δμ_{m - błąd} masowego współczynnika
pochłaniania

R[g/cm²] R_{1/2 -}

Wnioski

Największy współczynnik pochłaniania promieni gamma posiada ołów [0,68 cm^-1], natomiast najmniejszy aluminium [0,17 cm^-1], czyli najlepsze właściwości pochłaniające ołów (dlatego też ołów jest stosowany na osłony przeciw promieniowaniu). Odwrotnie jest z grubością połówkową absorbentów (największa-aluminium [4,08 cm], najmniejsza ołów [1,02 cm]. Świadczy to o tym, iż aluminiowa płyta z tej samej grubości pochłania gorzej promieniowanie gamma niż płyta ołowiana.

Im większa grubość połówkowa, tym mniejszy współczynnik pochłaniania promieni gamma.

Masowy współczynnik pochłaniania promieni gamma jednakowy jest dla ołowiu i aluminium i wynosi 0,06 cm²/g, najmniejszy posiada stal [0,04 cm²/g].

Również wartość połówkowa R (d*ρ) dla ołowiu i aluminium jest taka sama (dla obu R_1/2=11,55 g/cm² ).

---